Электрооптические и динамические свойства макромолекул с объемными боковыми заместителями в растворах

• Автор: Иванова, Вера Олеговна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 114 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Введение

Глава 1. Теоретический обзор

1.1. Теория равновесного и неравновесного эффекта Керра

для жестких частиц.

1.2. Теория двойного лучепреломления в потоке для жесткоцепных полимерных молекул

1.3. Теория эффекта Керра для червеобразных цепей.

1.4. Методика эксперимента и экспериментальная установка

1.4.1. Эффект Керра

1.4.2. Эффект Максвелла

Глава 2. Электрооптические и динамические свойства макромолекул различных фенилзамещенных полифениленов в разбавленных растворах.
2.1. Молекулярные характеристики фенилзамещенного полифенилена в полярном и неполярном растворителях
2.1.1. Неравновесное электрическое двойное лучепреломление
2.1.2. Равновесные электрооптические свойства фенилзамещенного полифенилена в диоксане и хлороформе.
2.2. Конформация и электрооптические свойства фенилзамещенных полифениленов с различным числом кетоновых групп в макромолекуле
ВВЕДЕНИЕ


Для цилиндрических дендримеров ЦД 1ой и 2ой генерации на основе ааспарагиновой кислоты обнаружено изменение характера переориентации макромолекул в электрических полях. С ростом номера генерации боковых заместителей наблюдается переход от смешанного к преимущественно крупномасштабному типу движения. Макромолекулы ЦД 2ой генерации проявляют в электрическом поле значительную кинетическую жесткость. Равновесная жесткость молекул ЦД 2ой генерации, определенная из данных равновесного ЭДЛ в пределах погрешности совпадает с данными молекулярной гидродинамики. ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ОБЗОР. Теория равновесного и неравновесного эффекта Керра для жестких частиц. Эффект Керра электрическое двойное лучепреломление ЭДЛ, возникающее в средах под действием электрического поля. Явление было открыто Керром в году. Причина возникновения ЭДЛ ориентация молекул по полю изза наличия у них постоянного дипольного момента или анизотропии диэлектрической поляризуемости или того и другого. При этом жидкость или газ приобретают свойства одноосного кристалла с оптической осью параллельно нолю. Линейно поляризованный луч света при попадании в ячейку Керра разбивается на два луча с электрическим вектором перпендикулярно и параллельно полю они распространяются с различными скоростями и на выходе набирают разность фаз, следовательно, получается эллиптически поляризованный луч. КЕг , 1. Дп Прп это разница между показателем преломления для обыкновенного п5 и необыкновенного пр лучей Е напряженность электрического ноля п средний показатель преломления среды К постоянная Керра. В случае ЭДЛ раствора характеристическое значение константы Керра К растворенного вещества определяется выражением
. С С
где с концентрация растворенного вещества гсм3, Ап ЭДЛ, вносимое растворенным веществом. Л2Кч2хД2, 1. Теория эффекта Керра в газах приводит к выражению, полученному Ланжевеном 4 и Борном 5
Хо. Авогадро, к постоянная Больцмана, Т температура в фадусах Кельвина. Выражение 1. К зависит от величины и направления угол О дипольного момента молекулы. Так, для недипольных молекул 0, постоянная Керра всегда положительна, поскольку знаки уху и 5 совпадают. Для сильно полярных молекул для которых членом 5г можно пренебречь эффект Керра положителен
при в , и отрицателен при 0 ,. В общем случае знак К определяется совокупностью величин р, и в. Следует подчеркнуть, что теория ЛанжевенаБорна, приводящая к выражениям 1. Т теплового движения и 1, где Е поле, действующее на молекулу. В противном случае имеет место насыщение зависимости Ап от Е2 6, 7. Теория, разработанная Ланжевеном и Борном была развита для газов, однако формула не содержит явной зависимости тК от агрегатного состояния вещества, поэтому этим выражением, в принципе, можно воспользоваться для описания электрооптических свойств жидкостей. Вместе с тем эмпирически было установлено 8, что выражения 1. Керра. Кроме того, если в случае описания электрооптических свойств неполярных жидкостей традиционно используется множитель внутреннего поля по Лорентцу , е, то в случае полярных жидкостей столь однозначного выбора не существует. Полученные к настоящему времени экспериментальные данные 8 показывают, что для описания как диэлектрических, так и электрооптических характеристик полярных жидкостей разумно использовать множитель внутреннего поля по Онзагеру 8, , . Он предложил макроскопическую модель для описания диэлектрических свойств полярной жидкости, учитывающую дальние электростатические взаимодействия полярных молекул, усредненных по объему жидкости. Для неполярных жидкостей множители по Онзагеру и по Лорентцу совпадают. Полимерные цепи макромолекулы бывают полярные и неполярные. Кроме того, по характеру ориентации в электрическом поле макромолекулы можно условно разбить на два класса кинетически жесткие и кинетически гибкие . Если полимерная цепь содержит полярные группы ДИПОЛЬ Цо, то в электрическом поле Е каждая такая группа испытывает вращающий момент, ориентирующий диполь Цо в направлении поля. Если при этом вращения отдельных полярных групп коррелированы достаточно слабо, то их ориентация в поле происходит более или менее независимо одна от другой.