Физико-химические свойства и применение мезогенных производных фенилбензоата, АЗО- и азоксибензолов с полярными терминальными заместителями

• Автор: Фокин, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Общие понятия о мезоморфном состоянии вещества

1.2. Классификация мезофаз

1.3. Температуры фазовых переходов

I. 4. Ориентационная упорядоченность

I. 5. Молекулярная структура каламитных мезогенов

I. 6. Химическое строение и мезоморфные свойства

I. 7. Особенности свойств полярных мезогенов

I. 7. I. Диэлектрическая проницаемость

I. 7. 2. Оптические свойства
I. 8. Супрамолекулярные жидкие кристаллы
I. 9. Применение жидких кристаллов
I. . Получение, исследование и применение плавающих слоев и пленок ЛенгмюраБлоджетт жирных кислот и мезогенов
I. . Стабилизация полимеров
II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
II. 1. Объекты исследования
II. 2. Синтез каламитных мезогенов
II. 3. Очистка соединений
II. 4. Методы исследования
II. 4. 1. Структурная идентификация полученных веществ
II. 4. 2. Измерение температур фазовых переходов
II. 4. 3. Измерение диэлектрической проницаемости жидкокристаллических материалов
II. 4. 4. Измерение двулучепреломления
II. 4. 5. Определение дипольных моментов
П. 4. 6. Квантовохимические расчеты
II. 4. 7. Условия формирования ленгмюровских слоев
II. 4. 8. Метод количественного анализа изотерм сжатия слоя
II. 4. 9. Приготовление композиций из полиэтилена высокого давления
II. 4. . Приготовление эластомсрных композиций
II. 4. . Определение показатель текучести расплава
И. 4. . Измерение краевых углов смачивания и расчет поверхностных
энергий
II. 4. . Трибологнческие исследования полимерных композиций
II. 4. . Проведение испытаний образцов и расчет прочностных характеристик
III. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
III. 1. Синтез, очистка, структурная идентификация и мезоморфные
свойства мезогенов
III. 1.1. Синтез азо и азоксибензолов
III. 1. 2. Синтез и структурная модификация 4формилфениловых
эфиров 4алкоксибензойных кислот
1. 1. 3. Синтез и структурная модификация сложных эфиров акриловой
кислоты
III. 1.4. Очистка и структурная идентификация полученных веществ
III. 1. 5. Исследование мезоморфных свойств синтезированных
соединений
III. 2. Физические свойства жидких кристаллов
III. 2. 1. Диэлектрические свойства
1. 2. 2. Оптические свойства и двулучепрсломление
III. 2. 3. Ориентационная упорядоченность
III. 3. Структура ленгмюровских слоев бегеновой и 44алкоксифснилазо
коричной кислоты
III. 3. 1. Структура ленгмюровских слоев бегеновой кислоты,
формируемых при малых исходных поверхностных концентрациях
III. 3. 2. Лснгмюровские слои и ЛБпленки 44нонилоксифенилазо
коричной кислоты
III. 4. Свойства систем полимермезогенный модификатор
III. 4. 1. Показатель текучести расплава
III. 4. 2. Краевые углы смачивания
III. 4. 3. Трибологические свойства модифицированного полиэтилена
III. 4. 4. Стабилизация полиэтилена высокого давления мезогенными
соединениями
Ш. 4. 5. Стабилизирующее действие мезогенных соединений в
процессах старения каучуков
III. 4. 6. Вторичная переработка полимерных материалов на основе
полиэтилена высокого давления
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ


Особое внимание уделяется выяснению корреляции между структурой молекулы жидкого кристалла и температурами фазовых переходов. I. 4. Направление преимущественной ориентации молекул жидкого кристалла принято характеризовать единичным вектором, который называется директором. При этом директор не дает информации о том, насколько совершенна упорядоченность мезофазы . Поэтому физикохимические особенности жидких кристаллов лучше всего описываются с использованием, так называемого параметра порядка , . Параметр порядка, является средним значением и поэтому характеризует меру дальнего ориентационного порядка. В жидком кристалле, молекулы которого строго упорядочены, как в других кристаллических материалах, соб2 01 и 81 с другой стороны, если молекулы располагаются хаотично, также как и в обыкновенных жидкостях или изотропных фазах жидких кристаллов, СО013 и 80. Важная особенность, отличающая жидкие кристаллы от обыкновенных анизотропных или изотропных жидкостей то, что, в изотропной фазе, может существовать гак называемый ближний порядок то есть, близлежащие молекулы коррелированы межмолекулярными взаимодействиями . Эти межмолскулярные взаимодействия могут быть рассмотрены как остатки тех, которые существуют в нематической фазе. Изза упорядоченной структуры жидкие кристаллы обладают анизотропией физических свойств то есть, в различных направлениях имеют различные реакции к внешним воздействиям, таким как электрическое, магнитное поле, и сдвиг . В соответствии с теорией Майера Заупе температурная зависимость параметра порядка в нематической фазе описывается формулой 810,Т0,. Она является универсальной для всех веществ, т. Э, не согласуется количественно с экспериментальными данными рис. I. 1 . Б, исходя из теоретической кривой Майера Заупе. Рис. I. 1. Температурная зависимость параметра иарядка. Штриховая линия теория МайераЗаупе 1 1алкил44цанофенил бицикло2. I. 5. Большинство термотропных жидких кристаллов представляют собой стержнеобразные молекулы. ШАЬ ХВЬУССЬ Л2 I. Ш, И2 терминальные Ь латеральные А, В, С циклические и X, У мостиковые фрагменты 6. БОС и др. Чаще всего концевые фрагменты содержат нормальные насыщенные углеводородные радикалы с числом углеродных атомов от 1 до . Большое внимание уделяется жидким кристаллам, содержащим разветвленные насыщенные или нормальные ненасыщенные углеводородные радикалы. Кроме того, часто одним из концевых фрагментов может быть атом галогена, а также группы С1, ХТН2, МНК, 12, , и некоторые другие. СК. В качестве циклических фрагментов используются самые разнообразные ароматические, гетероциклические и циклоалифатические фрагменты. В их числе бензольный, нафталиновый, бифенильный, антраценовый, пиридиновый, пиридазиновый, некоторые другие фрагменты. Мостиковыми фрагментами могут быть простые связи или группы, такие как СН СН, СНСС1ЯЬ ОС, СИНЯ, И 1, 0 , СОО, СНСНСОО. Основной вклад в анизотропию молекул, необходимую для проявления мезогенных свойств, вносит центральная часть мезогена циклические фрагменты со связывающими их мостиковыми фрагментами, которая является также причиной относительно высоких температур плавления. В принципе, анизотропные молекулы любой формы могут проявлять жидкокристаллические свойства однако, во многих случаях, изза слишком высоких температур плавления мезогенные свойства не могут быть обнаружены 6. I. 6. Согласно теории жидкокристаллического состояния Мейера Заупе , определяющую роль в организации нематического порядка играют дисперсионные силы притяжения между молекулами, поэтому для возникновения жидкокристаллического состояния необходимы молекулы, обладающие анизотропией поляризуемости. Рост анизотропии поляризуемости приводит к повышению температур фазовых переходов. Однако, сопоставление Тр большого числа мезоморфных соединений свидетельствует о том, что определяющим фактором является геометрическая анизотропия молекулы жидкого кристалла, а ненасыщенность и полярность играют лишь вспомогательную роль . Это подтверждается близостью Тпр жидких кристаллов, у которых полярность и поляризуемость центрального фрагмента существенно различаются 8.