全芳香族共聚酯的结构和其液晶行为研究

本文对不同组成的对苯二甲酸(TPA),对羟基苯甲酸(PHBA),联苯二酚(BP),间苯二甲酸(IPA)共聚酯采用热台偏光显微镜、电子显微镜、X-射线衍射、激光小角散射、差热等技术进行了研究.实验结果表明,在一定的组成范围内共聚酯熔体有很好的液晶性.重点讨论了分子组成、转变行为、液晶性的关系,并对液晶相的形态结构进行了表征.     

一类可纺丝的全芳香热致性液晶共聚酯的合成和表征

利用Higashi芳香聚酯直接缩聚法的原理 ,采用一步混合投料直接缩聚的方法 ,以对羟基苯甲酸(PHB)、间苯二甲酸 (MPA)、4 ,4′ 二羟基二苯酮 (DHBP)和对苯二酚 (HQ)为单体原料 ,合成了全芳香共聚酯 .该合成方法反应条件温和 ,简单易控 ,产物分子量高 .用差热分析 (DSC)、热重分析 (TA)、偏光显微镜 (PLM)、广角X 射线衍射 (WAXD)等测试分析手段对共聚酯的热性能和液晶特性进行了表征 .研究结果表明 ,利用此方法合成所得的聚合物呈明显的向列型热致液晶特性 ,热稳定性高 ,并具有极易成纤的特点 ,有望成为一种可用于纺丝的全芳香热致液晶共聚酯材料     

固态后缩聚方法合成高分子量的含磷热致性液晶共聚酯

为了获得较高分子量的具有高阻燃性的热致性液晶高分子,通过固态聚合方法合成了一种基于对羟基苯甲酸、对苯二甲酸、乙二醇和含磷菲环取代二酚的高热稳定性、较低相转变温度和宽的液晶相转变温度范围的含磷液晶共聚酯(BDQTEP),并对该含磷液晶共聚酯预聚物(pre-BDQTE)在不同固态聚合条件下获得的聚合物热性能和液晶性进行了研究.对其固态反应速率控制进行了初步的探讨,当反应温度为235℃时,固态聚合反应较为理想.在聚合的初始阶段,共聚酯特性黏数[η]、黏流温度Tf和羧基浓度[COOH]均随聚合时间而明显变化,但在6 h后变化较小,几乎不变.通过固态后缩聚,将熔融聚合获得的特性黏数[η]=0.44 dL/g的含磷液晶共聚酯BDQTE的特性黏数提高了近两倍.     

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF MAIN CHAIN AROMATIC LIQUID CRYSTAL COPOLYESTERS WITH X-SHAPED AND ROD-SHAPED MESOGENIC UNITS

A series of main chain liquid crystal aromatic copolyesters with X-shapedand rod-shaped mesogenic units were synthesized via solution condensation polymerizationsof 4, 4'-(α,ω-octanedioyloxy)-dibenzoyl dichlorides with 2,5-bis(p-octanoxy benzoyloxy)-hydroquinone and diphenol. All of the copolyesters showed thermotropic liquid crystallinebehaviors through observations using DSC, polarized microscopy and X-ray diffraction.The melting point (T_m) and the isotropization temperature (T) change regularly withvarying the content of diphenol unit in the copolymers.     

热致性液晶嵌段共聚酯的合成及表征

以对羟基苯甲酸甲酯和乙二醇为原料，通过熔融酯交换反应合成中间体（Ⅰ）：双（对一羟基苯甲酸）乙二醇酯．用溶液缩合法合成了三种不同嵌段长度的液晶嵌段共聚酯（Ｐ２４７、Ｐ２７７、Ｐ２７４）作为液晶聚合物与热塑性聚合物的“增容剂”．ＦＴＩＲ，Ｈ ＮＭＲ分析表明，嵌段共聚酯的结构和组成与分子设计基本相符；偏光显微镜证实，嵌段共聚酯在一定温度范围内为热致性向列型液晶，在较低温度为均相，在较高温度为两相结构．     

含柔性间隔基的热致液晶性共聚酯的合成

将己二酸、辛二酸、癸二酸、1,10-十二烷基羧酸经酰氯化后,分别与对羟基苯甲酸合成,得到了四种二元羧酸以及与其相应的四种二元酰氯,并发现前者具有热致液晶性。 将上述单体与对苯二酚、氯代对苯二酚以及联苯二酚用溶液缩聚的方法合成了十二种规则共聚酯,并用热台偏光显微镜、DSC、X-衍射等方法对共聚酯进行了表征。结果发现各共聚酯均为向列型热致液晶,并都具有较宽的液晶态温度范围。通过改变分子结构可使共聚酯的熔点在150—300℃之间变化。     

PROPERTIES AND MICROSTRUCTURE OF AROMATIC LIQUID CRYSTALLINE COPOLYESTERS

The properties and structures of thermotropical liquid crystalline copolyesters basedon p-hydroxybenzoic acid (PHBA), terephthalic acid (TPA) and bisphenol A (BPA) werestudied by DSC, WAXD, hot stage polarized microscopy and NMR. It was found that mostof the copolyesters were soluble in many common organic solvents. The copolyesters hadfow T_m/T_f values and a broad range of liquid crystal phase, making the polymers readilymelt-processable. The effects of annealing at different temperatures on the copolyestercontaining 33% PHBA were also discussed. It was noted that annealing at ca. 200℃(below Tc - n) could lead to the increasing of the crystallinity of the copolyester while themicrostructure and sequence structure had not changed. Annealing at ca.280℃ (nearTc - n) could bring a change of crystal and sequence structure and simultaneously madethe ndcrodomains be ordered more perfectly.     

一种热致液晶聚酰胺嵌段共聚物的合成及其表征

以聚三乙二醇双(4-羧苯)醚(PEG3)、邻联甲苯胺和己内酰胺为单体,通过共缩聚的方法合成了一种嵌段共聚物,聚酰胺-酰胺.采用红外光谱仪、核磁、偏光显微镜、差热分析和广角X光衍射对其结构及性能进行了表征.研究表明,这种嵌段共聚物具有液晶性;与缩聚得到的热致聚酰胺液晶(TLCP)相比,共缩聚得到的热致聚酰胺液晶(TLCP-N6)热力学性能发生了改变,在很宽的温度范围内呈向列相,并且在一定条件下可形成固化诱导条带织构和剪切条带织构.     

含柔性间隔基的热致液晶性共聚酯的合成

 将己二酸、辛二酸、癸二酸、1,10-十二烷基羧酸经酰氯化后,分别与对羟基苯甲酸合成,得到了四种二元羧酸以及与其相应的四种二元酰氯,并发现前者具有热致液晶性。 将上述单体与对苯二酚、氯代对苯二酚以及联苯二酚用溶液缩聚的方法合成了十二种规则共聚酯,并用热台偏光显微镜、DSC、X-衍射等方法对共聚酯进行了表征。结果发现各共聚酯均为向列型热致液晶,并都具有较宽的液晶态温度范围。通过改变分子结构可使共聚酯的熔点在150—300℃之间变化。     

嵌有长聚醚软段液晶共聚酯的合成

本文用对苯二甲酰氯、对苯二酚、己二醇及分子量为1000或2000的聚丁二醇醚,经溶液缩聚制备了嵌段聚醚聚酯,其介晶单元含量只为21.2重量％(或37.5mol％)即可在宽的温度范围内呈现明显的液晶性.~1H-NMR谱表明,产物的聚酯段呈嵌段微观序列分布.     

序列结构对液晶共聚酯性能的影响

本文通过熔融酯交换和Schottern-Baumann缩聚反应合成了两类组成相同而序列结构不同的基于对羟基苯甲酸、对苯二甲酸和二元酚的三元共聚酯,用热台偏光显微镜、DSC和X-射线衍射,较详细地研究了序列结构对液晶相类型、转变温度和固态结构等的影响。结果表明,无规共聚酯较规则共聚酯的熔化温度普遍降低;但序列结构的差异并不改变液晶相类型,规则共聚酯和无规共聚酯均为热致向列型液晶,两类共聚酯固态结构的差异可用结构单元的相似性进行解释。     

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF SOME THERMOTROPIC LIQUID CRYSTALLINE POLYAMIDES

A series of novel mesogenic polyamides containing a flexible pendent side group wassynthesized by solution condensation polymerization. The new monomers, diacids and di-amines containing flexible elements of diferent lengths, were also synthesized and character-ized by ~1HNMR, mass spectroscopy and elemental analysis. The polymers were character-ized by viscosity measurements, differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffiactionand polarizing optical microscopy These studies revealed that polyamides containingflexible elements of a sufficient length exhibited thermotropic liquid crystalline(LC) pro-perties. The melting temperatures of this series of polymers were particularly sensitive tothe length of the flexible segment on the main chain and that of the flexible pendent esterside chain. Lyotropic LC behaviours were also observed in solution.     

含柔性间隔链段的芳香共聚酯热致性液晶高分子的结构研究

本文用富里叶红外光谱方法研究了一系列柔性间隔链段长度不等的芳香共聚酯热致性液晶高分子。测定了它们的变温光谱和偏振性质。并将谱带的变温行为与液晶转变相关联。结果表明,芳香共聚酯热致性液晶中液晶基元之间的相互作用很强而柔性间隔链之间的相互作用很弱。柔性间隔链段主要是伸直的反式构象。从一些谱带的二向色性估算了体系的有序度参数以及取向角。分子链的取向程度随柔性间隔链段长度的增加而减小。     

含T-型和棒型两种液晶基元的主链型液晶共聚酯的合成和表征

以４，４′（α，ω 癸二酰氧）二苯甲酰氯，２ （４′ 乙氧基苯基）对苯二酚和联苯酚为单体，通过溶液缩聚反应，合成了一系列含Ｔ 型和棒型两种液晶基元的主链型芳族共聚酯．采用ＤＳＣ、偏光显微镜和Ｘ 射线衍射方法研究了共聚物的液晶行为，发现所有聚合物均有很好的热致液晶性且随聚合物中联苯酚用量的改变，共聚物的熔点（Ｔｍ）和液晶态清亮点（Ｔｉ）呈规律性变化．     

含两种不同介晶基团的半刚性共聚酯液晶态的结构研究

用Ｘ－光衍射，偏光显微镜及ＤＳＣ对含两种不同长度介晶基团４，４’－联苯二酚（Ⅰ）和对苯二甲酸二（对羟苯基）酯（Ⅱ）的系列共聚酯的液晶态进行了表征，据其液晶态中两种介晶单元的堆砌方式提出了可能的模型，这种模型很好地解释了液晶态的Ｘ－光衍射分布．     

新型手性近晶C相液晶共聚酯的设计与合成

以对苯二甲酰氯 ,2 ,5 二 [4 ((s) 2 甲基丁氧基 )苯甲酰氧基 ]对苯二酚和乙二醇、一缩乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇和聚乙二醇为单体 ,采用低温溶液缩聚方法 ,合成了一系列新的手性近晶C相串型液晶共聚酯 .共聚酯通过GPC、DSC、TG、WAXD、偏光显微镜和旋光仪等方法表征 .发现所有的共聚酯加热至各自的熔点以上都能形成液晶态 ,在液晶态可以观察到近晶相的焦锥织构 ,所有的手性化合物和共聚酯都有较高的旋光性 .通过变温X 射线衍射研究结合偏光显微镜观察和旋光分析证明它们为手性近晶C相 .所有共聚酯的熔融温度 (Tm)和各向同性温度 (Ti)随共聚酯中不同柔性链段长度的增加逐渐降低 ,液晶态温度范围变宽     

含1,3,4-噁二唑甲壳型液晶聚合物的合成与表征

甲壳型液晶聚合物（mesogen-jacketed liquid crystal polymer,MJLCP）是1987年由周其凤教授[1]首先提出的概念.从化学结构看,甲壳型液晶聚合物属于侧链型,由烯类单体经链式聚合制得,容易得到高分子量的产物,具有一般柔性侧链型液晶聚合物的一些优点.但是与柔性侧链型液晶聚合物不同的是,MJLCP分子中的刚性液晶基元是通过腰部或重心位置与主链相联结的,在主链与刚性液晶基元的侧基之间只有很短或者没有柔性间隔基.由于在这类液晶聚合物的分子主链周围空间内刚性液晶基元的密度很高,分子主链被由液晶基元形成的外壳所包裹并被迫采取相对伸直的刚性链构象.因此,这类液晶聚合物又和主链型刚性链液晶聚合物相似,具有较明显的链刚性.近年来,周其凤课题组围绕甲壳型液晶聚合物深入开展了分子设计与合成、分子结构与性能等多方面的研究.其中,设计合成具有特定功能的甲壳型液晶聚合物是在以往研究工作和学科交叉融合的基础上发展起来的一项新的研究工作.将一些有特殊功能的基团引入到甲壳型液晶聚合物中会使其具有崭新的特性.     

SYNTHESIS OF LIQUID CRYSTALLINE COPOLYESTERS WITH T-SHAPED TWO-DIMENSIONAL MESOGENIC UNIT AND CROWN ETHER CYCLE

A novel series of liquid crystalline copolyesters with T-shaped two-dimensional mesogenic unit and crown ether cycle of cis-4,4′-bis(4-hydroxyphenylazo)dibenzo-18-crown-6 was prepared via solution condensation polymerization from 4,4′-(α,ω-hexanedioyloxy)dibenzoyl dichloride(M_1),2-(4′-ethoxyphenyl)hydroquinone(M_2)and cis-4,4′-bis(4- hydroxyphenylazo)dibenzo-18-crown-6(M_3).The molecular weights of copolyesters are not high,and the intrinsic viscosity [η]of copolyesters ranges from 0.29-0.43.The monomer...     

含X-型二维液晶基元和反式-4,4′-双(4-羟基苯基偶氮)二苯并-18-冠-6冠醚环的液晶共聚酯的合成与表征

以4,4-′(α,ω己二酰氧)二苯甲酰氯(M1)、2,5-二(对辛氧基苯甲酰氧基)氢醌(M2)和反式4,4′-双(4羟基苯基偶氮)二苯并18冠6(M3)为单体,通过溶液共缩聚反应,合成了一系列含X型二维液晶基元和反式4,4′双(4羟基苯基偶氮)二苯并18冠6冠醚环的主链型液晶共聚酯.共聚酯的分子量不高,[η]在0.37～0.25dL g之间.单体的化学结构通过IR、UV、H NMR、MS和元素分析等方法确证.共聚酯的外观为黄色粉状固体,除CP9外,室温下不溶于CHCl3和THF溶剂.共聚酯的性质采用GPC、[η]、DSC、TG、WAXD和POM等方法进行了研究.发现所有的共聚酯加热到各自的熔融温度以上都能形成液晶态,在液晶态可以观察到近晶相的镶嵌织构或焦锥织构或破扇型织构和向列相的球粒织构或丝状织构或纹影织构.共聚酯的熔融温度(Tm)和各向同性温度(Ti)随共聚酯分子中反式4,4′双(4-羟基苯基偶氮)二苯并18冠6用量的改变呈规律性变化.WAXD研究进一步证实了共聚酯的液晶性.     

THERMAL ANALYSIS AND STRUCTURE STUDIES ON THE BLENDS OF LIQUID CRYSTALLINE COPOLYESTERS AND PET, PBT

The apparent uniform blends of liquid crystalline aromatic copolyesters and semiflexible polyesters PET or PBT were obtained by mechanical mixing in the molten state within certain range of composition.The effects of blending with liquid crystalline components on the structure of homopolyester matrix were examined by thermal analysis and X-ray diffraction. These results suggest that the LC component in the blend may possibly be acting as a nucleating agent, or it may induce axial orientation of molecules promoting the local ordering of matrix. For the blends of PET, these influences mainly display in narrowing the width of cold crystalline peak and enhancing the main peak of x-ray diffraction; and for the blends of PBT, the pre-melting crystalline peak was enhanced.