Термический анализ и термодинамическое моделирование систем жидкий кристалл – немезоген

• Автор: Пестов, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 313 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список обозначений и сокращений

Список мезогенов

Введение

Глава 1. Материаловедение мезогенов литературный обзор

1.1. Общие сведения о мезофазс

1.2. Основные химические классы мезогенов

1.3. Кристаллическая структура и полиморфизм индивидуальных мезогенов

1.4. Проблемы чистоты жидкокристаллических реактивов

1.5. Исследование систем жидкий кристалл иемезоген

1.5.1 Исследование систем нематический жидкий кристалл немезоген

1.5.2 Системы смектиконематический жидкий кристалл немезоген
1.6. Термодинамическое описание систем с жидкими кристаллами Выводы к главе 1
Глава 2. Исследование фазовых равновесий в системах
жидкий кристалл немезоген
2.1. Характеристика объектов исследования
2.2. Методы термического анализа для исследования систем, содержащих мезоморфные соединения
2.2.1 Метод ДТА
2.2.2 Определение чистоты мезогенов методом криометрии
2.2.3 Визуальнополитермический анализ
2.2.4 Визуальнополитермический микроанализ в поляризованном свете
2.3. Фазовые равновесия в системах жидкий кристалл немезоген
2.3.1 Классификация систем НЖК немезоген
2.3.2 Системы монотропный жидкий кристалл немезоген
2.3.3 Системы нематический жидкий кристалл немезоген
2.3.4 Системы с полиморфизмом ЖК компонента
2.4. Системы смектиконематический жидкий кристалл немезоген
2.5. Закономерности изменения растворимости мезогенов
Выводы к главе 2
Глава 3. Термодинамическое описание систем с жидкими кристаллами
3.1. Прогнозирование типа Тхдиаграмм систем
3.2. Расчет политерм растворимости ЖК
3.3. Переход 1
3.4. Расчет координат нонвариантных точек
3.5. Групповые методы расчета коэффициентов активности
3.6. Прикладные вопросы моделирования систем ЖК немезоген 5 Выводы к главе 3
Глава 4. Расчет свойств мезоморфных соединений
4.1 Метод групповых составляющих и принцип соответственных
состояний
4.2 Схема расчета свойств мезогенов
4.3 Физические свойства мезогенов
4.3.1 Температуры фазовых переходов
4.3.2 Плотность
4.3.3 Энтальпия испарения и давление насыщенных паров
4.3.4 Коэффициент преломления
4.3.5 Поверхностное натяжение
4.3.6 Теплопроводность
Выводы к главе 4
Выводы
Список использованных источников


Из перспективных разработок можно отметить синтез 4алкил алкилокси4цианотоланов и их диалкил производных , которые обладали высокой химической устойчивостью, высокой оптической анизотропией Ап 0,2 и низкой температурой плавления. Интересным решением было введение двойной связи в концевую алкильную группу ЖК разных гомологических рядов это позволило варьировать отношение констант упругости и величину оптической анизотропии компонентов ЖКМ без заметного изменения температур существования мсзофазы и диэлектрических свойств . Оптические характеристики и данные по растворимости дихроичных красителей в типичных ЖКМ приведены в . При использовании ЖК для электрооптических эффектов особым является требование к знаку и величине диэлектрической анизотропии, ответственной за ориентацию молекул в электрическом поле. Мезоморфные соединения обладают положительной диэлектрической анизотропией при наличии в молекулах сильнонолярных концевых групп, дипольный момент которых направлен вдоль длинной оси молекул. У жидкокристаллических соединений с отрицательной диэлектрической анизотропией дипольные моменты полярных фрагментов направлены поперек длинной оси молекулы. Диэлектрическая анизотропия ЖК соединений близка к нулю при отсутствий в молекулах сильнополярных фрагментов напр. САЭ. Сравнительные исследования мезоморфных свойств, диэлектрической анизотропии, вязкости, химической стабильности НЖК соединений, различающихся полярными заместителями, показали , что из всего многообразия возможных полярных фрагментов наиболее приемлема нитрильная группа, обеспечивающая широкий температурный интервал существования и небольшую вязкость нематической фазы, высокую положительную диэлектрическую анизотропию и химическую стабильность ЖКМ. Из интересных концевых групп можно отметить атомы галогенов фтора и хлора 1. Фторированные мезогены широко стали использоваться в качестве компонентов ЖКМ с х годов, в том числе и в дисплеях с управлением от тонкопленочных транзисторов ТРТтехнология. Например, производные фенилциклогексана, 1циклогексил2фенилэтана, содержащие атомы фтора в бензольном кольце, СТ3 и СР группы 27, имеют низкую температуру плавления и малую вязкость нематической фазы. ЖК дисплеях АМЖКД 4, . Ограниченное использование полярных мезоморфных цианопроизводных в АМЖКД обусловлено сильным комплексообразованием нитрильной группы с ионными примесями, приводящим к увеличению ионной проводимости и снижению удельного сопротивления. В табл. ЖКМ, используемые в ЖК дисплеях ЖКД ноутбуков и персональных компьютеров . Диэлектрические и упругие характеристики ЖКМ определяют величины управляющего напряжения, а вращательная вязкость и упругие характеристики времена отклика. Ни одно из индивидуальных мезоморфных соединений не обладает набором указанных свойств, требуемых для практического использования, в первую очередь, изза ширины температурного интервала мезофазы. Самой сложной задачей оказалось достижение нижней температурной раниць существования мезофазы. Поскольку ни один из известных индивидуальных мезогенов не удовлетворял этому требованию см. ЖК смесей. В большинстве систем, содержащих НЖК, происходит плавление смесей по эвтектической реакции 8, 9А, 0А. На рис. Рис. II. Как видно из рисунка 2, самую низкую температуру плавления имеет эвтектический состав, а поскольку зависимость температуры просветления смесей от состава, как правило, линейная, то он обладает и самым широким интервалом мезофазы. Поэтому усилия исследователей были направлены на разработку методов определения координат эвтектики в бинарных и многокомпонентных системах из ЖК 0А, 2, 3. Одним из первых использованных в технологии ЖКМ была бинарная смесь иметилоксибензилидендбутиланилина с этоксибензил идеибутилаиилином ЭББА , 2, 4. На практике применяются многокомпонентные ЖК композиции, состоящие из индивидуальных соединений, в максимальной степени отвечающих выше приведенным требованиям. С конца х гг. ЖКМ являются фирмы Мерк Германия, Чиссо Япония и Даиниппон , . Современные ЖКМ, используемые в дисплеях, содержат в смеси от 5 до органических соединений, получаемых многоступенчатым синтезом.