用条带织构装饰技术研究液晶全芳共聚酯B-N的取向和非取向膜

用条带织构装饰技术研究液晶全芳共聚酯Ｂ—Ｎ的取向和非取向膜董炎明（厦门大学化学系,厦门,３６１００５）关键词共聚芳酯,条带织构,退火,取向膜,微纤全芳共聚酯Ｂ—Ｎ在分子量较高时能出现黑白相间的条带织构［１～５］,但分子量低时由于极易松驰,不能用普通剪...     

热致液晶含氯侧基聚芳醚酮的单晶状条带织构

通常主链液晶高分子在受到剪切作用时 ,分子微纤呈周期性锯齿状排列 ,其光学效应表现为在偏光显微镜下可观察到相互平行且与剪切方向垂直的条带织构 [1] .而厚度适中的主链液晶聚合物薄膜经过热处理 ,即使没有受到剪切取向的作用 ,介晶微区的尺寸发展到一定大小时也会形成条带织构 ,即所谓结晶诱导[2 ] 和固化诱导 [3,4 ] 的条带织构 .在所报道的条带织构中 (包括剪切和非剪切 ) ,分子链均平行于膜平面 .本文研究发现 ,热致液晶氯代聚芳醚酮的薄膜样品在其高有序液晶温区经热处理 ,可形成结晶诱导的单晶状条带织构 ,其分子链垂直于膜平面 .…     

用马赛克形貌装饰法研究碗形分子柱状向列相的向错和分子指向矢分布

选用香兰素为原料,采用传统的三聚成环法,合成了两种碗形CTV系衍生物——CTV-1和CTV-2,前者的外围基团是—OCH3和—OCH2CH3,后者的外围基团是—OCH3和—OCH2COOCH3.两种碗形CTV分子均是热致液晶,呈现向列相典型的粒状织构和单微区的均匀织构,还观察到规则美观的马赛克形貌,每块矩形马赛克的尺寸为数十微米数量级,多次升降温循环能重复出现和消失.发现马赛克形貌实质上是在冻结的向列相织构上结晶化并收缩龟裂而装饰出来的光学图案.通过扫描电镜的研究,观察到马赛克形貌是由片晶组装而成的,每块马赛克就是一块矩形的多层片晶,多层片晶由单层片晶堆积而成.直接观察到片晶的组成单元是直径约1微米的微纤,而微纤应当是束状的碗形分子柱.马赛克形貌装饰在碗形分子柱状向列相上,通过这种新方法观察到s=＋1（δ=0和δ=90°）和s=±1/2多种点向错和Nèel微区壁等周围的分子指向矢分布情况.说明碗形分子柱状向列相与一般向列相有类似的液晶行为,但取向的基本结构单元是碗形分子柱,或者由碗形分子柱组成的束（即微纤）,而不是碗形分子本身.碗形分子柱起了一般向列相中棒状分子的作用,所以本文以一个新名称＂碗形分子柱状向列相＂BCN（Bowlic Columnar Nematic）来表示这种不同常规的向列相.     

条带织构装饰技术观察含T─型液晶基元的热致性聚芳酯液晶态的向错

采用条带织构装饰新技术研究了含Ｔ─型液晶基元的热致性聚芳酯液晶态的向错形态．经过培养的液晶样品无需剪切，淬火后便可呈现出围绕向错点取向排列的条带织构，而条带织构长轴的垂直方向正代表了液晶基元的指向矢方向，这样，在普通偏光显微镜下就能直接观察到这些条带织构装饰的强度Ｓ＝±１／２和Ｓ＝±１的向错，并观察到Ｓ＝－３／２的高强度向错和闭环状的反转壁．     

条带织构装饰技术观察含T─型液晶基元的热致性聚芳酯液晶态的向错

采用条带织构装饰新技术研究了含Ｔ─型液晶基元的热致性聚芳酯液晶态的向错形态．经过培养的液晶样品无需剪切，淬火后便可呈现出围绕向错点取向排列的条带织构，而条带织构长轴的垂直方向正代表了液晶基元的指向矢方向，这样，在普通偏光显微镜下就能直接观察到这些条带织构装饰的强度Ｓ＝±１／２和Ｓ＝±１的向错，并观察到Ｓ＝－３／２的高强度向错和闭环状的反转壁．     

两种新碗形分子的合成及其纤维状晶的研究

以香兰素为原料,采用三聚法合成了2种外围脂肪族基团碳数分别为3和5的环三亚藜芦基(cyclotriveratrylene,CTV)系衍生物碗形分子--CTV-3和CTV-5,其中,用先关环后衍生化的合成路线克服了因CTV-5的外围基团太长、分子对称性不好而无法用传统方法合成的难题.产物的化学结构经1H NMR、13CNMR、质谱以及元素分析确认.在偏光显微镜下观察到纤维状晶叠加在碗形分子的向列液晶织构上.纤维状晶是从液晶态冷却时形成并装饰在原液晶织构上的一种结晶形态.通过SEM测定,观察到纤维状晶实际上是由厚度约为100-200m、宽度为2-5μm的无限长的单层片晶组成的多层片晶,而片晶则是由直径约为100nm的微纤组成的.微纤可以推断是碗形分子柱的束状聚集体.     

聚对苯二甲酰对苯二胺草席晶形态的细微结构

本文采用溶剂腐蚀技术和电子显微镜法研究了聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)草席晶形态的细微结构,发现了PPTA草席晶的真实形态结构系为沿剪切应力方向平行取向排列,并周期性地弯曲成锯齿状的微纤结构。其锯齿周期的大小平均约为1微米左右,正好与在偏光显微镜正交偏振片下所观察到的草席晶形态中一条晶带宽度的尺寸相当,因此可以认为在偏光显微镜下所看到的草席晶图像只不过是这种锯齿状微纤规则弯曲所形成周期性结构的一种光学效应而已。同时也直接观察到单个分离的微纤,它是由于液晶态溶液微区结构中取向的刚性链分子在剪切应力作用下产生滑移而形成的。     

高分子液晶向列相的向错结构

高分子液晶态向错结构在正交偏振片下呈现出具有不同数目黑刷子的纹影织构，是由于分子指向矢取向排列上的不连续性所引起的一种光学效应。近年来，高分子液晶态向错结构的研究已取得了较大进展，发展和应用片晶装饰、条带织构装饰和表面裂纹装饰等技术可以在电镜和偏光显微镜下直接观察各种向错结构。本文简要介绍高分子液晶态向列相的向错和反转壁结构的几何学、高强度向错以及近年在实验上观察各类型向错形态的研究进展。     

聚丙烯／尼龙6原位复合材料的形态与表面,界面特性

以聚丙烯为基体、尼龙６为分散相共混得到分散相成纤的原位复合材料。显微形态观察发现在考察的浓度范围内微纤的直径基本与分散相含量无关。提高拉伸作用和增大剪切作用使微纤变细。当分散相含量越大，纤维数目越多时，水在复合材料表面的接触角越小，材料的吸水率越高。     

手征性侧链液晶高分子取向结构的研究

用偏光显微镜,红外二色性和Ｘ 射线衍射研究了一种手征性侧链液晶高分子的相态织构和弛豫行为．偏光显微镜观察这种侧链液晶高分子冻结取向液晶态薄膜时,可观察到与剪切方向垂直的明暗相间的条带织构．红外二向色性的结果表明,取向态中侧链上的介晶基元倾向于与剪切方向垂直排列．取向和非取向膜的Ｘ射线衍射揭示了该侧链液晶高分子具有反铁电性液晶的两套反相螺旋结构．取向薄膜在液晶态的弛豫行为表明,取向作用能促进侧链高分子近晶相层状结构的生长,而且介晶基元的取向在弛豫过程中能保持下来．     

芳香共聚酯B-N多种向列织构的形态研究

从一种聚芳酯B-N得到了丝状(包括细丝和粗丝)、纹影状和大理石纹状等与小分子向列液晶相似的多种织构。由于样品淬火后晶片装饰在织构上而不影响分子取向矢的分布,因而可以用化学刻蚀和电镜技术揭示其向错和取向矢图。电镜和光学显微镜的结果相互补充,表明了细丝和粗丝状织构的分子取向矢分布很不相同,是两种不同的织构,而粗化始于第二熔融降温。在这些向列织构中分别发现了S=±(1/2)和s=+1的向错的例子和平面内微区转向壁的证据。     

芳香共聚酯B-N多种向列织构的形态研究

 从一种聚芳酯B-N得到了丝状(包括细丝和粗丝)、纹影状和大理石纹状等与小分子向列液晶相似的多种织构。由于样品淬火后晶片装饰在织构上而不影响分子取向矢的分布,因而可以用化学刻蚀和电镜技术揭示其向错和取向矢图。电镜和光学显微镜的结果相互补充,表明了细丝和粗丝状织构的分子取向矢分布很不相同,是两种不同的织构,而粗化始于第二熔融降温。在这些向列织构中分别发现了S=±(1/2)和s=+1的向错的例子和平面内微区转向壁的证据。     

乙基醋酸纤维素液晶态条带织构的形成机理

本文应用平行板移动式和转动式二种剪切装置研究了乙基醋酸纤维素的二氯乙酸体系液晶态受剪过程形成条带织构的临界剪切速率,条带织构的形成机理以及所形成的条带织构在升降温过程中的变化。结果表明,高分子液晶态受剪过程条带织构不是在受剪时产生,而是在受剪停止后的弛豫过程中形成的。可以观察到条带织构出现的诱导时间(t_b),其值的大小与溶液的浓度、剪切速率等因素有关。最后提出一模型来解释高分子液晶态受剪切过程条带织构的形成机理。     

尼龙1010对乙基氰乙基纤维素液晶态的影响

在尼龙1010/乙基氰乙基纤维素/二氯乙酸体系中,尼龙1010/二氯乙酸溶液相与乙基氰乙基纤维素/二氯乙酸溶液相不相容,各自形成相区。在乙基氰乙基纤维索含量一定时,增加尼龙1010的量,使液晶相转变温度提高,液晶相的织构也由于乙基氰乙基纤维素/二氯乙酸溶液相的浓度的增大而发生变化。在受到切应力作用后,液晶溶液形成条带织构,条带的方向与应力方向垂直。随着取向的大分子链的松驰解取向,各条带中沿着大分子链取向的方向上出现许多暗带线.把条带分剖成约0.5-1.0μm长的小块。在足够长的时间后,在切应力的方向上形成许多较宽的带。这些带由许多基本相互平行并与宽带形成一角度的小细带组成。上述现象除了与取向大分子链的松弛有关外,可能还与尼龙1010/二氯乙酸溶液相和乙基氰乙基纤维素/二氯乙酸溶液相的相分离有关。     

高度取向ZnO单晶亚微米棒阵列的制备与表征

通过低温压热的方法,在经过预先处理长满晶核的SnO2导电玻璃基底上制备出具有高度取向的ZnO亚微米棒阵列.用扫描电子显微镜(SEM)、选区电子衍射(SAED)及X射线粉末衍射(XRD),对制备出的ZnO亚微米棒的结构和形貌进行了表征.SEM测试结果表明,ZnO亚微米棒是六方型的,近乎垂直地长在基底上,棒的直径为400～500 nm,长度约为2 μm. SAED和XRD结果表明,ZnO亚微米棒为单晶,属于六方晶系,并且沿[001]方向择优取向生长.     

Mn0.6 Zn0.4 Fe2 O4 磁性亚微球的可控合成及磁性能

采用溶剂热法制备了单分散Mn0.6Zn0.4Fe2O4磁性亚微米球, 研究了反应工艺参数对磁性亚微米球结构形貌、 直径和静磁性能的影响规律. 研究发现, 随着反应时间的延长, 体系中的金属离子首先水解沉淀, 形成羟基氧化铁及Mn, Zn氢氧化物, 然后脱水转化为Mn0.6Zn0.4Fe2O4球形纳米粒子, 这些纳米粒子发生团聚, 形成结构疏松、 大小不均匀的亚微米粒子, 最后通过Ostwald熟化过程, 形成致密的单分散亚微米球. 降低反应溶液的pH值、 增加乙二醇或聚乙二醇的用量, 均会使亚微球的直径增大, 并可在150~500 nm范围内调控微球的粒径; 但组成磁性亚微球的纳米粒子的粒径逐渐减小, 产物的饱和磁化强度增大, 矫顽力和剩磁减小.     

含氟光敏单体的液晶光控取向研究

制备了系列含氟光敏单体材料, 六氟双酚A双肉桂酸酯(6F-BADE)与含二氟亚甲基结构的肉桂酸酯(FDE-n, n=2, 3, 4). 材料在线性偏振紫外光辐照下均可发生定向光交联反应, 通过红外光谱和凝胶渗透色谱跟踪检测, 表明光交联类型为[2+2]环加成. 单体光聚后形成的取向膜对液晶分子排列效果不同, 6F-BADE取向膜诱导液晶分子垂直排列, FDE-n取向膜诱导液晶分子平行排列. 用原子力显微镜对取向膜表面进行表征, 均未观察到明显的各向异性分布现象. 应用量子力学半经验方法AM1分析发现单体分子极性有较大差异, 认为分子极性的差异是诱导液晶取向不同的主要原因.     

新型热致型液晶苯代聚芳醚酮的单畴液晶行为

通过偏光显微镜研究了在外力场作用下新型热致型液晶苯代聚芳醚酮的向列相单畴液晶行为。结果表明，聚合物在剪切力作用下形成条带织构，强外力场能使介晶基元沿基质表面平行排列，形成均匀织构的单畴区。由于裂纹的存在，观察到了四条和六条黑刷的纹影织构。     

鱿鱼顶骨β-甲壳素的化学反应活性及其与α-甲壳素的比较

研究了由鱿鱼顶骨提取的β－甲壳素和β－壳聚糖分别对O－丙酰化（非均相反应）和N－乙酰化（均相反应）的反应活性，并与α－甲壳素／壳聚糖进行了比较，结果表明，β－甲壳素的反应活性比α－甲壳素差，β－甲壳素经水磨微纤化后，丙酰化反应活性虽然显著提高，但仍低于α－甲壳素，本文用偏光显微镜和电子显微镜首次观察到微纤化的β－甲壳素中可以分辨出4个层次的纤维状结构，它们分别是微纤束，微纤，细微纤和原纤，直径分别为10^1,10^0,10^-1,10^-2μm数量级，由于暴露出各次微纤上更多的自由羟基，从而微纤化提高了反应活性。     

聚丙烯/尼龙6挤出原位成纤后的牵引作用

用挤出机共混挤出聚丙烯和尼龙6，加工中尼龙6作为分散相在聚丙烯中形成微纤。改变挤出物挤出模口后所受的牵引作用的速度会产生材料形态与力学性能的变化。发现随牵引速度的提高，尼龙6微纤的平均直径变小，尺寸分布更均匀，力学性能也随之提高。差热分析表明，随牵引速度的增加聚丙烯与尼龙6的相容性略有提高，X-射线衍射分析表明拉伸作用对尼龙纤维晶体中分子链的取向无影响。