Влияние строения низкомолекулярных и полимерных жидкокристаллических соединений на кинетику роста упорядоченной фазы при фазовом переходе из изотропной жидкости

• Автор: Костромин, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДШИЕ.

Глава I. Жидкие кристаллы и их свойства

1.1.Классификация жидких кристаллов

1.1.1. Термотропные жидкие кристаллы.

1.1.2. Лиотропные жидкие кристаллы.

1.1.3. Жидкокристаллические полимеры.

1.1.4. Диспергированные в полимере жидкие кристаллы

1.2. Физические свойства жидких кристаллов

1.2.1. Оптические свойства.

1.2.2. Двойное лучепреломление.

1.2.3. Дихроизм
1.2.4. Магнитные свойства
1.2.5. Электрические свойства
1.3. Применение жидких кристаллов.
1.4. Фазовые переходы в жидких кристаллах.
1.4.1. Фазовые переходы I и II рода
1.4.2. Флуктуации в жидких кристаллах
1.5. Кинетика фазового упорядочения в жидких кристаллах.
1.5.1. Общая теория кинетики фазового упорядочения.
1.5.2. Теоретическое описание кинетики фазового упорядочения в жидких кристаллах.
1.5.3. Экспериментальная проверка законов кинетики роста упорядоченной фазы
1.5.4. Модель обратимой агрегации
1.6. Выводы и постановка задачи исследования
Глава II. Объекты исследования и методика экспериментов
2.1. Характеристика объектов исследования.
2.2. Поляризационный оптический микроскоп.
2.3. Условия проведения эксперимента с использованием поляризационного оптического микроскопа.
2.4. Методика обработки микрофотографий и их статистический
анализ..
2.5. Дифференциальная сканирующая калориметрия.
2.6. ИК спектроскопия
Глава III. Кинетика роста упорядоченной фазы при фазовом переходе
изотропная жидкостьжидкий кристалл в жидкокристаллических соединениях
3.1. Жидкокристаллические димеры.
3.2. Жидкокристаллический полимер
3.3 Супрамолекулярный линейный жидкокристаллический полимер .
3.4. Многокомпонентные жидкокристаллические смеси.
3.5. Диспергированные в полимере жидкие кристаллы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В главе представлены экспериментальные зависимости среднего размера капель упорядоченной фазы от времени охлаждения, а также их описание универсальным законом роста кластеров охарактеризованы отдельные стадии кинетики роста размеров упорядоченной фазы. Для каждой стадии определен показатель степени универсального закона роста кластеров, па основе чего делаются выводы о механизмах, обуславливающих процесс роста ЖК фазы. В заключении и выводах сформулированы основные результаты, полученные в настоящей работе. Диссертационная работа выполнена в ИВС РАН в рамках плановой научноисследовательской работы Морфология и микроструктура супрамолекулярных и жидкокристаллических полимерных систем, включенной в тему научных исследований Электропроводящие, пьезоэлектрические, мембранные, адсорбционноактивные композиционные
полимерные системы на основе синтетических и природных полимеров ИВС РАН. ЖК системах и грантом фонда ООО ТВИ в рамках программы УМНИК. Указанные типы структур относятся к так называемым термотропным жидким кристаллам, образование которых осуществляется только при термическом воздействии на вещество нагревание или охлаждение. Нели же кристаллы образуются в многокомпонентной системе в результате взаимодействия молекул растворенного вещества с растворителем, то их называют лиотропными 24, 9. В данном параграфе приведена информация, полученная из экспериментальных данных и наблюдений, на основе которых определяется структура термотропных жидких кристаллов и производится их разделение на три группы смектические, нематические и холестерические. Хотя вопрос о числе типов жидких кристаллов еще не решен окончательно, считается, что разновидностей кристаллов может быть больше, чем тс три, которые предложил Фридель . Естественно, что классификацию термотропных жидких кристаллов следует проводить в зависимости от молекулярной структуры веществ в мезоморфном состоянии. Интересную точку зрения о молекулярной структуре жидких кристаллов высказал Заупе . Он предложил структурные схемы, показанные на рис. Эти схемы не являют собой законченную картину можно представить и наличие некоторых других структур. Неизвестно также, все ли из предложенных и показанных на рис. Штрихами на рисунке показаны длинные оси молекул и их ориентация относительно плоскости рисунка. I I 1 I I I, . I11 I I1 1. Чч IIII мт И I Ш у
к
. I Г. Ч I1. И V,. Рис. Молекулярные структуры веществ в мезоморфном состоянии а нематик б холестерическая жидкость закрученный нематик в смектик Л г наклонный смектик д закрученный смектик е смектик с двойным слоем ж сегнетоэлектрический смектик . В соответствии с результатами экспериментальных наблюдений, общим для всех типов мезоморфных фаз является параллельное расположение длинных осей молекул веществ. Отклонение направления осей на некоторый угол от слоя к слою наблюдается у холестерических жидких кристаллов и закрученных нематиков. Чаще всего образуются три, предложенные Фриделем и уже упомянутые, типа термотропных жидких кристаллов. В холестерических и нематических жидких кристаллах рис. Отличительный признак всего образца либо отдельных его зон параллельное расположение длинных осей молекул. Оба типа жидких кристаллов имеют четко выраженное различие свойств, хотя, с точки зрения их структуры, их можно было бы отнести к одному типу мезофазы. Холестерические жидкие кристаллы можно рассматривать как закрученные нематики. В смектических жидких кристаллах проявляется дополнительный фактор упорядочения молекулы выстроены в слои рис. В смектиках типа Л рис 1. В данном случае можно говорить о двумерной изотропной жидкости, если раничиться только одним слоем смектика. Среди смектических жидких кристаллов можно выделить и такие, для которых оси молекул не перпендикулярны поверхности слоев, а согласованно наклонены к ней под некоторым углом рис. В данном случае имеем дело с так называемыми наклоненными смектиками типа С . Если наклон различен в различных слоях рис. С, обладающих сегнетоэлектрическими свойствами. Как уже упоминаюсь, центры осей молекул в смектиках мо1ут располагаться внутри произвольно либо образовывать упорядоченные системы, например, гексагональной симметрии.