Статистико-термодинамическое исследование фазовых диаграмм однокомпонентных и бинарных нематических жидкокристаллических систем на основе модели с дискретным распределением по ориентациям

• Автор: Тохадзе, Ирина Константиновна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 117 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
I. Литературный обзор. Современные методы статистикотермодинамического моделирования фазовых диаграмм и термодинамических характеристик нематических жидкокристаллических систем.

1.1 Классификация термотропных жидких кристаллов. Параметры порядка

1.2. Общая характеристика статистикотермодинамических методов для систем из жестких анизометричных молекул

1.3. Решеточные модели нематических систем. Развитие представлений Флори

и Ди Марцио

I.4 Статистикотермодинамические модели смесей жидких кристаллов

II. Диаграммы фазовых равновесий для одно и двухкомпонентных нематических систем.

II. 1 .Термодинамические функции и параметры порядка для атермичсской системы из двуосных молекул.
.2. Формулировка обобщенной модели ВандерВаальса для частиц, притяжение между которыми описывается согласно потенциалу прямоугольной ямы
.3. Применение модели ВандерВаальса к однокомпонентным системам из одноосных молекул.
П.4. Применение вандерваальсовой модели к анализу дишрамм состояния смесей
каламитных и дискоидных нематиков.
II.5. Фазовые равновесия в атермичсской нематической смеси двуосных
молекул.
III. Роль сгерических факторов ири интерпретации некоторых гермодинамических характеристик полярных НЖК в терминах мономердимерного равновесия
III. 1. Концентрационная зависимость констант димеризации полярных мезогенов в
изотропных растворителях
Ш.2. Исследование взаимосвязи геометрических характеристик димеров с температурой просветления ассоциированного нематического флюида
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Установлена тенденция повышения температуры перехода при усилении анизометричности димера, что соответствует результатам эксперимента для ЖК цианонроизводных разного строения. Рассчитаны концентрационные зависимости этого параметра в случае смесей частиц разной формы и показана важность учта стерических взаимодействий молекулярных образований в ассоциированных системах. Практическое значение работы обусловлено вкладом полученных в диссертации результатов и выводов в понимание ряда термодинамических свойств полярных флюидов, а также особенностей диаграмм состояния систем, содержащих нематические фазы различной симметрии. Результаты работы могут быть использованы для дальнейшего обобщения на случай более детальных функций межмолекулярного взаимодействия. I.К. V . Е.П Соколова. И. К Тохадзе, Н. А. Смирнова. Фазовые равновесия в атермической нематической смеси двухосных молекул. ЖФХ. Т. . С. . II Соколова. И.К. Тохадзе, X. Крессе , А. Г. Морачевский. О концентрационной зависимости констант димеризации полярных мезогенов в изотропных растворителях. Вестник СПбГУ. С.. Е.. Е.П Соколова. И.К. Тохадзе, О. В. Сизова. Статистикотермодинамическая модель нематических систем, содержащих полярные мезогены . Тезисы XIV Международной конференции по химической термодинамике. СанктПетербург. Е.Р. I.. Классификация термотронных жидких кристаллов. Жидкие кристаллы ЖК термодинамически устойчивое агрегатное состояние вещества, сочетающее в себе свойства жидкостей текучесть, способность к образованию капель и твердых тел анизотропия оптических, диэлектрических, вязкоупругих характеристик. ЖК могт обладать одно и двумерной трансляционной упорядоченностью, которая может сочетаться с одно, дву и трехмерной ориентационной упорядоченностью они состоят из сильно коррелированных между собой анизометричных структурных единиц. С известной степенью приближения ЖК могут быть подразделены на лиотропные, свойства которых зависят от концентрации они существуют только в среде растворителя, и термотропные, обладающие мезоморфными свойствами в определенном промежутке температур 13. Наиболее высокой симметрией обладают нематические жидкие кристаллы НЖК, в них отсутствует дальний порядок в распределении центров тяжести молекул и есть ось Я директор преимущественного ориентирования молекул направление Я и Я эквивалентны 1. Я Арп X Хп Ап Я. Здесь Я. Яг концевые группы, А. Ап циклические группы, Х1 . Хп мостиковые фрагменты. В качестве концевых групп встречаются алкильный и алкоксильные радикалы и содержащие их группы СЖ, 1, МНИ СОСЖДЖ, С, галогены, СК, ЫНг и т. Циклические группы могут быть ароматическими, циклоалифатическими, карбо и гетероциклическими и т. Классическими примерами НЖК являются пазоксианизол ПАА СН3РЬЫ 0КРЬ0СН3 К 6 С 5 С I, пметоксибензилиденибутиланилин МББА СНз0РЬСНЫРЬС4Н9 К С С I, ипентилцианобифенил 5ЦБ К . Хиральные молекулы образуют холестсричскую ЖК фазу, отличающуюся от НЖК тем, что она имеет винтовую ось симметрии, перпендикулярную директору 1,3. Друтая группа НЖК дискоидные нематики ЭД также являются одноосными оптически отрицательными средами нематики и ЛЬ имеют одинаковую макроскопическую симметрию, которой соответствует точечная группа симметрии . В отличие от каламитных НЖК, молекулы веществ, образующих фазу Ар, имеют длинные периферийные цепи и большой диаметр жесткого остова. Большинство таких соединений, образованы молекулами с одноосной симметрией примерами подобного рода молекул являются симметрично замещенные производные трифенилена и труксена с полярными и аполярными группами 5,6. Рис. Одноосные немагическая, дискотическая и двуосная фазы. В настоящее время можно считать доказанным существование двуосных нематических фаз В, для которых характерен дазьний ориентационный порядок молекул относительно взаимно перпендикулярных направлений, задаваемых единичными векторами п,гп,1. Макроскопическая симметрия такого нематика соответствует точечной группе 2А. У каламитиков двуосная нематическая фаза может возникать за счет молекулярной двуосности, обусловленной жесткими боковыми заместителями 2. Схематическое представление структур фаз У, В показано на рис.