Спектроскопия ЯМР IH широких линий термотропных жидких кристаллов

• Автор: Привалов, Алексей Федорович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 153 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ *

Глава I. СПЕКТРОСКОПИЯ ЯМР ТЕРМОТРОПНЫХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ

1.1. Жидкие кристаллы: структура.и основные

свойства

1.2. Факторы, определяющие вид спектров ЯМР Ж

1.8. Экспериментальные исследования спектров

ЯМР ЖК

1.4. Изучение макроскопических ориентационных

эффектов Ж методом ЯМР

Выводы

Глава 2. МЕТОТИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Полупроводниковый ЯМР спектрометр широких линий, предназначенный для исследования Ж
2.2. Вычислительный комплекс для обработки спектров ЯМР Ж на основе ЭВМ "Электроника НД-80"
2.3. Выбор исследуемых Ж
Глава 3. АНАЛИЗ ФОРШ ЛИНИИ ЯмА ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ.
ПРОЯВЛЕНИЕ ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНОЙ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ - . УПОРЯДОЧЕННОСТИ
3.1. Метод анализа спектров ЯМР% Ж
3.2. Сравнительный анализ предложенного метода расчета с уже известным. Форма спектра нематического ПАА
3.3. Внутримолекулярная упорядоченность.в спектрах.
ЯМР стержнеобразных Ж
3.4. Молекулярный и внутримолекулярный порядок
в дискотическом Ж
3.5. Молекулярный порядок в полимерных ЖК
Выводы
Глава 4. ПРОЯВЛЕНИЕ МАКРОСКОПИЧЕСКИХ ОРИЕНТАЦИОННЫХ
ЭФФЕКТОВ ЖК В СПЕКТРАХ ЯМР
4.1. Анализ стационарного распределения директора одноосных фаз методом ЯМР
4.2. Ориентационные эффекты в смектике А
по данным ЯМР
4.3. Ориентационные эффекты в смектике С
по данным ЯШ
4.4. Ориентационные эффекты в дискотическом
Ж по данным ЯМР
4.5. Ориентационные эффекты в жидкокристаллических полимерах
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Приложение I. Описание основных узлов спектрометра ЯМР
щироких линий

Спектроскопия дцерного магнитного резонанса (ЯШ?) является признанным методом физико-химических исследований. Длительное время она используется для изучения особенностей жидких кристаллов (Ж).
Настоящая работа посвящена развитию возможностей протонного ЯМР широких линий для исследования внутримолекулярной структуры, подвижности, молекулярного порядка и макроскопических ориентационных эффектов в термотропных Ж.
Актуальность проблемы. Жидкие кристаллы или мезофазы, обладают одновременно анизотропией макроскопических свойств, характерной для твердых кристаллов, и высокой подвижностью молекул, свойственной жидкостям [1,2] . Такая совокупность свойств делает Ж чрезвычайно чувствительными к внешним воздействиям, например, позволяет посредством внешних полей эффективно управлять макроскопической ориентацией мезофазы. Последнее свойство явилось причиной широкого использования Ж в различных областях науки и техники. Ж применяются в качестве анизотропных растворителей в спектроскопии ЯМР, ЭПР, ИК; в устройствах отображения и хранения информации; для визуализации тепловых,СВЧ, электрических, магнитных, акустических полей и т.д. [3,4] . Установлено, что жидкокристаллической
структурой обладают многие биологические объекты [5,6] .
Поэтому вопрос о строении и свойствах Ж, об изменении их структуры под воздействием внешних полей, в частности, изучение ориентационных эффектов в магнитном поле приобретает большое значение.

ми) не является основной 1136]
Отмеченные проблемы интерпретации спектров в сочетании со сложностями синтеза селективно д ейт ерир о в анных веществ сущест-

венно ограничивают возможности спектроскопии ЯМР Д для исследования Ж.
1.1.3. Спектры ЯМР^С Ж. Спектроскопия ЯМР-^С является эффективным методом получения структурной информации о Ж. Ядра 13С входят в состав практически всех молекул Ж, а низкая природная концентрация углерода-13, около I%, является причиной прак-

тически полного отсутствия ДЦВ мевду ними. Вид спектров ЯМР С определяется химическими сдвигами, которые в этом случае имеют относительно большие величины.
В изотропной Фазе, из-за быстрой молекулярной ориентации химические СДВИГИ б| являются изотропным средним тензора химического экранирования б •
<г 4кг
В Ж фазе, из-за быстрого вращения молекулы вокруг длинной оси, тензоры химических сдвигов усредняются до некоторого среднего тензора 6^1 с компонентой б|( параллельно и 6*^ перпендикулярно директору. Наблюдаемый химический сдвиг при переходе от изотропной к нематической фазе дается выражением [137]
дегф^-б-щ

В большинстве работ по спектроскопии ЯМР С анализируются зависимости химических сдвигов от температуры и на их основе делается заключение о относительных изменениях внутримолекулярного порядка в Ж [54,137,138] , определяются двуосные параметры порядка [44]
Так, в работе [138] подробно изучена подвижность алкильных цепочек молекул Ж в нематической и различных смектических ме-зофазах. Установлено, что даже в низкотемпературных смектиках