Коллоидно-химические свойства лиотропных жидкокристаллических систем на основе водорастворимых органических красителей

• Автор: Ионов, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Лиотропные жидкокристаллические системы. Общая характер и еггн ка.

1.2. Взаимодействия, приводящие к образованию супрамолскул.

1.2.1. Жидкокристаллические системы с п к взаимодействием.

1.2.2. Жидкокристаллические системы с водородными связями

1.2.3. Жидкокристаллические системы с комбинированным взаимодействием

1.3. Системы, образующие хромонические мезофазы.

1.4. Оптические тексту ры хромонических систем.

1.5. Образование хромонических ЖК мезофаз в системе дисульфоиндантрон вода

1.6. Сравнение О и Е поляризаторов
Глава 2. Объекты и методы исследования .
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Метод динамического светорассеяния
2.2.2. Определение плотностей красителей .
2.2.3. Метод малоуглового рассеяния рентгеновских лучей
2.2.4. Определение электрофоретической подвижности .
Глава 3. Результаты и их обсуждение.
3.1. Определение размеров агрегатов молекул красителей методом динамического светорассеяния .
3.1.1. Влияние концентрации бордо па процессы агрегации.
3.1.2. Влияние электролита на агрегацию красителей в растворе .
3.2. Определение плотностей индивидуальных красителей и их смесей
3.3. Исследование егроения мезофаз красителей по данным малоуглового рассеяния рентгеновских лучей .
3.3.1. Лиотропные жидкокристаллические мезофазы образуемые водными растворами индивидуальных красителей синий и фиолетовый
3.3.1.1. Определения типа мезофаз методом поляризационной микроскопии
3.3.1.2. Строение мезофаз в растворах синего и фиолетового красителей по данным малоуглового рассеяния рентгеновских лучей йАХБ
3.3.1.3. Влияние температуры на строение мезофаз индивидуальных красителей
3.3.2. Лиотропные жидкокристаллические мезофазы образуемые водными растворами бинарных смесей красителей синий и фиолетовый .
3.3.2.1. Определения типа мезофаз бинарных систем методом поляризационной микроскопии
3.3.2.2. Влияние концентрации растворов красителей на структуру мезофаз бинарных смесей красителей
3.3.2.3. Влияние температуры на строение мезофаз бинарных систем
3. 4. Электрокинстичсские исследования золей индивидуальных
красителей и их смесей.
Выводы.
Список литературы


Существуют ортогональные смектики длинные оси молекул располагаются перпендикулярно плоскости слоя и наклонные смектики длинные оси молекул располагаются иод некоторым углом к плоскости. Центры тяжести молекул в таких типах ЖК расположены в пространстве хаотично. Холестерический тип ЖК образуется хиральными оптически активными молекулами, которые содержат асимметричный атом углерода в отличие от симметричных молекул нематиков. Впервые холестерическая мезофаза наблюдалась для производных холестерина, откуда и произошло е название. Холестерики во многих отношениях подобны нематикам, в которых реализуется трансляционный порядок они образуются также мри добавлении небольших количеств хиральных соединений 12 мол. I. В этом случае дополнительно реализуется спиральная закручснность молекул, и очень часто холестерик называют закрученным нематиком. В отличие от термотропных жидких кристаллов лиотропные жидкие кристаллы образуются при растворении ряда дифильных соединений в определенных раствори телях и имеют, как правило, более сложную структуру, чем термотропные жидкие кристаллы 2. Такие соединения состоят из молекул, содержащих гидрофильные и гидрофобные группы. Подобные соединения при растворении в воде, как правило, образуют мицелляриые растворы, в которых полярные части молекул в мицелле ориентированы наружу, находясь в контакте с водой, а углеводородные хвосты, контактируя друг с другом, обращаются внутрь. Такие мицеллы и являются теми структурными элементами, из которых строятся жидкие кристаллы, формируя, например, цилиндрическую или ламеллярную формы. В отличие от термотронных жидких кристаллов, где формирование определенного типа мезофазы определяется лишь температурой, в лиотропных системах тип структурной организации определяется уже двумя параметрами концентрацией вещества и температурой. К концу х середине х г одов были известны 3, 4 две главные структурные лиомезофазы в лиотропных жидкокристаллических системах так называемая чистая фаза, имеющая слоистую ламеллярную структуру, и средняя фаза гексагональная упаковка цилиндрических мицелл. При небольших концентрациях амфифшта этим фазам предшествует изотропный мицеллярный раствор, содержащий сферические мицеллы. При больших концентрациях амфифила образуется твердая фаза. Вышеперечисленные факты, а также аналогия с термотропными жидкими кристаллами должны были бы привести к мысли, что между изотропными мицсллярными растворами и сверхструктурными мезофазами должны существовать фазы с упорядоченным расположением отдельных структурных единиц. Эти фазы, в соответствии с принятой терминологией, называют нематическими. Л поскольку в данном случае исходной фазой является мицеллярный раствор, то роль структурных элементов в нематических фазах могут играть анизометрические цилиндрические или дискотические мицеллы. Предположение об их существовании опиралось на целый ряд фактов. Прежде всего, теория мицеллообразования предсказывала 5, 6, что при определенной концентрации амфифила в растворе возможно изменение формы мицелл от сферической к эллипсоидальной. Кроме того, имелись экспериментальные доказательства методами светорассеяния 7, малоуглового рассеяния рентгеновских лучей . Сейчас установлено, что существует два основных типа лиотропных нематиков но аналогии с термотропными нематиками. Нематики первого типа, построенные из цилиндрических мицелл, называют каламитиками. Мицеллы нематиков второго тина имеют форму дисков, поэтому их называют дискогиками. Вс вышеперечисленное касалось систем, образуемых молекулами органических веществ. По, для полноты картины, необходимо отметить, что среди коллоидных систем имеется много систем, дисперсная фаза которых является неорганической. И если такая неорганическая дисперсная фаза будет состоять из апизометричных частиц, то такие коллоидные системы могут проявлять жидкокристаллические свойства. Типичным представителем таких систем является, например, зольпятиокиси ванадия У5. В отличие от амфифильных соединений, таких как поверхностно активные вещества ПАВ, вешества, образующие лиотропные дискотические жидкие кристаллы, не обязательно обладают поверхностноактивными свойствами.