Жидкокристаллические карбосилановые дендримеры с концевыми хиральными мезогенными группами : Синтез, структура и свойства

• Автор: Чжу Сяоминь
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 111 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1. Ферроэлектрическиб жидкие КРИСТАЛЛЫ

1.1. Низкомолекулярные ферроэлектрические жидкие кристаллы

1.1.1. Структура хиральной смектической С втС фазы.

1.1.2. Молекулярная структура ннзкомолскулярных ферроэлекгрических

жидких кристаллов.

1.1.3. Влияние химической структуры на значение спонтанной поляризации.

1.1.4. Применения ферроэлектрических жидких кристаллов.

1.2. Ферроэлектрические ЖК полимеры

1.2.1. Сравнение свойств ферроэлекгрических ЖК полимеров
с их низкомолекулярными аналогами
1.2.2. Влияние молекулярной массы на свойства фсрроэлсктричсских
ЖК полимеров.
1.2.3. Влияние природы и длины развязки, посредство которой мезогсниыс группы присоединены к основной цепи, на свойства ферроэлекгрических ЖК полимеров.
2. Жидкокристаллические дендримеры.
2.1 Общие представления о дендритных молекулах.
2.2. Классификация ЖК Дендримеров
2.3. ЖК дендримеры с мезогеннымн группами
во всем объеме макромолекулы.
2.4. ЖК дендримеры е концевыми мезогенными группами
2.5. ЖК дендримеры, образующие хиральные мезофазы
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1. Синтез карбосилановых ЖК дендримеров
1.1 Синтез хиральных мезоморфных мономеров с концевой
углеродуглсродной двойной связью
1.2. Синтез мсзогснсодсржащих фрагментов с i концевой группой
1.3. Синтез ЖК дендримеров
2. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
1. Синтез карбосилановых ЖК дендримеров с концевыми
ХИРАЛЬНЫМИ МЕЗОГЕННЫМИ ГРУППАМИ.
1.1 Синтез хиральных мезоморфных мономеров с концевой
углеродуглеродной двойной связью
1.2. Модификация мономеров с целью получения реакционноспособных мезогенных фрагментов
1.3. Синтез ЖК дендримеров за счет присоединения реакцнонноспособных мезогенных фрагментов к карбоенлаиовой дендритной матрице
2. Фазовое поведение и структура карбосилановых жк
ДЕНДРИМЕРОВ С КОНЦЕВЫМИ ХИРАЛЬНЫМИ МЕЗОГЕННЫМИ ГРУППАМИ.
2.1. ЖК дендримеры. образующие смектические мезофазы
2.1.1. Фазовое поведение и структура двух серий ЖК лендримеров
и ,. образующих ламслярныс смектические мезофазы.
2.1.2. Сравнение свойств двух серий ЖК дендримеров. образующих ламслярныс смектические мезофазы7В
2.1.3. ЖК деклример Влияние длины спсйссра на формирование фазы
2.2. ЖК дендримеры, образующие колончатые мезофазу
2.3. Общее рассмотрение влияния молекулярного строения ЖК дендримеров с концевыми хиральными мезогенными группами
на их фазовое поведение.
3. ФЕРРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖК ДЕНДРИМЕРОВ, ОБРАЗУЮЩИХ ФАЗУ.
3.1. Спонтанная поляризация Рь
3.2. Время переключения т и вращательная вязкость
3.3. Пироэлектрический эффект.
ВЫВОДЫ.
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


На сегодняшний лень синтезированы различные ЖК дендримеры, большинство нз которых образуют наиболее простые смектические мезофазы ортогональную БптА и наклонную БтС фазы II. Следует отметить, что среди всех разновидностей смектических мезофаз. Низкомолекулярные ЖК соединения с такими свойствами уже находят широкое применение в электронной и оптической технике в качестве материалов для дисплеев 3. Существуют и ЖК полимеры, образующие БшС фазу, синтез которых был впервые осуществлен с использованием гребнеобразных полимеров на кафедре высокомолекулярных соединений Московского университета в г 4. Учитывая значительный научный и практический интерес к подобного рода мезофазам, казалось целесообразным попытаться осуществить синтез и провести исследование хиральных ЖК дендримеров, способных к формированию ЯтС фазы с целью получения ферроэлсктриков с необычной дендритной структурой. Вышеуказанное определяет обоснованность постановки данной работы, а ее актуальность определяется научной новизной поставленной задачи, направленной на разработку стратегии синтеза нового класса ЖК супсрразвствленных ЖК соединений, исследование их фазового поведения и структуры, а также изучение возможности проявления фсрроэлсктрических свойств. В данной работе хиральная мезофаза обозначает ту мезофазу. В данной работе использовали термин ферроэлсктричсство. В русскоязычной литературе вместо него также встречается термин сегнетоэлектричсство. ГЛАВА I. Поскольку основной целью данной работы являлась разработка методов синтеза и исследование ЖК дендримеров, образующих хиральную смектическую С фазу, проявляющую фсрроэлектричсскнс свойства, то нам казалось целесообразным обсудить в литературном обзоре два основных вопроса, относящих к рассмотрению ниэкомолскулярных и полимерных фсррозлектрнческих жидких кристаллов, а также ЖК дендримеров. Структу ра хиральной смектической С тС фазы. Расположение молекул в ЯтС фазе показано на Рис. Молекулы упакованы в слои, причем в расположении центров масс молекул в плоскости смектических слоев дальний порядок отсутствует. Длинные оси молекул наклонены относительно нормали к плоскости смектического слоя на угол 0. Поскольку молекулы хнральны. Рассмотрим отдельный слой ЗтС фазы, единственным элементом симметрии которого служит поворотная ось второго порядка С, параллельная плоскости слоев и перпендикулярная плоскости наклона молекул. Поэтому компонента вектора поляризации Г вдоль этой оси отличается от нуля 2, тогда вдоль этой оси возникает так называемую спонтанную поляризацию V Значение спонтанной поляризации Р, пропорционально синусу угла наклона чтО 5. Однако, благодаря спиральной структуре мезофазы, в целом. БтС фаза в объеме не проявляет макроскопической поляризации. Ненулевая макроскопическая поляризация может быть получена только путем раскрутки спирали Рис. В г. Кларк и Лагервал предложили структуру повсрхностносгабнлизированного ферроэлектрнческого жидкого кристалла, в которой спираль раскручена за счет поверхностного сцепления 3. Спиральная структура также может быть раскручена с помощью приложения внешнею электрического поля. Рис. Р,. Для ферроэлектрического жидкого кристалла после раскрутки спирали наблюдается быстрое электрооптпческое переключение между двумя равными по энергии стабильными ориентациями молекул при изменении полярности приложенного электрического ПОЛЯ Рис. Рис 3. Схема переключения поляризации в ферроэяектрической фазе при изменении направления приложенного электрического поля Е. Наряду с фсрроэлсктричсской структурой, которая показана на Рис. Рис 4. Антифсрроэлектрическая фаза характеризуется гристабильным переключением Рис. В феррюлсктрнчсской фазе одно из двух направлений поляризации доминирует. Рис. Рис. Схема переключения поляризации антиферроэлектрической фазы. Молекулярная структура нвзкомолекулярных феррозлекгрнческих жидких кристаллов. Первый фсрроэлсктричсский жидкий кристалл ООВАМВС был синтезирован Мейером и др. Его максимальное значение спонтанной поляризации составляло около 1 нКлсм2.