Фазовые равновесия в системах, содержащих мезоморфные кислоты, на примере п-н-алкилоксибензойных кислот

• Автор: Носикова, Любовь Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 187 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Строение и свойства нематической фазы

1.2. Влияние специфического межмолекулярного взаимодействия на свойства жидкокристаллических соединений.

1.3. Водородная связь в кислотах

1.4. Полиморфизм в твердой фазе яалкилоксибензойных

кислот

1.4.3. Влияние способов кристаллизации на

получение разных полиморфных модификаций

1.4.2. Методы ислсдования твердофазного полиморфизма

1.5. Физические свойства жидкокристаллических кислот
1.5.1.Плотност ь
1.5.2. Диэлектрические характеристики.
1.5.3. Электропроводность.
1.6. Бинарные системы с мезогенами
1.6.1 Термодинамика фазовых равновесий в двойных системах .
1.6.2. Классификация систем с жидкими кристаллами
1.6.3. Результаты исследований систем с кислотами кислотанемезоген, кислотамезоген, кислотакислота
1.7. Применение жидких кристаллов.
Г. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
II. 1. Характеристика исследуемых соединений
.2. Методы исследования.
.2.1 .Термические методы анализа
.2.2. Рентгенофазовый анализ
Н.2.3. Инфракрасная спектроскопия.
Н.2.4. Измерение плотности образцов в системах
с помощью волюмометрии
Н.2.4.1. Расчет физических свойств из данных волюмометрии
.2.5. Измерение диэлектрической проницаемости.
.2.6. Измерение удельной электропроводности.
И.2.7. Обработка линий моновариантного равновесия.
Н.2.8. Измерение растворимости ЖК кислот в
органических растворителях
П.З. Оценка погрешности эксперимента
II.4. Оценка суммарного содержания примесей в мезогенах.
III ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
III. 1. Исследование растворимости яяалкилоксибензойных
кислот в растворителях с различной степенью полярности
Ш.2. Изучение твердофазного полиморфизма
янгексилоксибензойной и яягептилоксибензойной кислот.
Ш.З. Исследование влияния немезогенабифенила на мезогенные и физические свойства яягексилияягептилоксибензойных
кислот .
Ш.4. Исследование межмолекулярного взаимодействия в системе НЖКСЖКкислота на примере ситстемы яягексилоксибензой
ная кислота1 яягептилоксибензойная кислота II
ВЫВОДЫ.
Приложения
Литература


Существует ряд смектиков различных типов в зависимости от степени упорядоченности структуры и относительного расположения директора и слоя. На рисунке 1. С 8с, в котором длинные оси молекул лежат под углом к плоскости слоя. Различия в некоторых смектьических и кристаллических фазах незначительны, что дополнительно усложнает исследование и идентификациюжидких кристаллов. V. . Рисунок 1. Сравнение молекулярной упорядоченности в смектических и кристаллических фазах различных типов. В холестерической фазе рис. Но при переходе от одного слоя к следующему он поворачивается на небольшой угол. В целом образуется структура со спиральным упорядочением. В нематической фазе рис. Длинные молекулярные оси ориентированы приблизительно параллельно друг другу. Поэтому в нематических структурах сохраняется лишь дальний ориентационный порядок, а трансляционный порядок отсутствует. Нематики оптически одноосны и обладают двулучепреломлением. Доказано многими исследователями, что сама нематическая фаза также делится на классическую нематическую субфазу и на нематическую фазу со строением, близким строению смектической фазы 5. Это характерно в первую очередь для соединений, которые образуют и нематическую и смектическую С фазы, но недавно различные виды нематической структуры были обнаружены и в НЖК ягексилоксибеизойной кислоте . В данном веществе также образуются циботактические кластеры, которые показывают смектическое С упорядочение в определенном диапазоне температур. Так как для мезогенов характерно явление параморфизма, то помимо визуального наблюдения и соотнесения мезофаз к различным типам, для описания ЖКструктуры широко используется параметр ориентационного порядка 8 8 123соз2 0 1 , где 0 угол между длинной осью симметрии индивидуальной стержнеобразной молекулы ЖК и преимущественным направлением ориентации директором п, введенный Цветковым . Данный параметр тесно связан с анизотропией структуры мезогена, а следовательно, и анизотропными свойствами важными для практического применения диэлектрической и оптической анизотропией, электропроводностью, вязкостью и константами упругости. В соответствии с определением в кристаллической фазе молекулы могут совершать только колебательные движения, 00, в результате 81, так как в изотропной жидкости движения молекул в трех напрвлениях энергетически равнозначны, то 0 здесь принимает значения от 0 до л и 80. В мезофазе в принимает значения от 0 до 1 и уменьшается с ростом температуры и приближением к изотропе. Б принимает значения от 0,7 до 0,9. В настоящее время этот параметр достаточно легко определяется экспериментально из спектров ядерного магнитного резонанса, при оптических измерениях, из диамагнитных измерений и т. Существует также ряд теоретических методик расчета параметра порядка. Как правило, они дают значения Б при температурах, близких к температурам просветления Т0,Тм . Так как в теории используют приближение о том, что молекулы имеют вид жестких стержней. Для реальных молекул различные методики расчета дают разные результаты. Авторы использовали для определения 8 выражение 8 1 у Т Тмр , где 1, у0,, р0,0, в зависимости от свойств материала, такая формула позволяет достаточно точно рассчитать 8 для разных температур, за исключением области вблизи Тщ. По теории среднего поля МайераЗаупе параметр порядка при температуре просветления и постоянном давлении является функцией изменения объема УмУгч системы. Так как в большинстве случаев скачок объема примерно одинаково мал, то параметр порядка вблизи фазового перехода мезофазаизотропная жидкость принимают постоянным и равным 0,. Однако в ряде случаев изза специфического взаимодействия в ЖКМ отклонения между расчетным и экспериментальным значением Э велики . Авторы проанализировав предыдущие теоретические исследования и экспериментальные данные по мезогенам и смесям на их основе, предложили новую формулу расчета параметра порядка при комнатной температуре 80. Э1ойТ11. Для температур не равных комнатной, но достаточно далеких от температуры просветления ТТ 5 С выражение для расчета принимает вид 0. I, где Р0,0.