Синтез, cтруктура и конформация макромолекул гребнеобразных жидкокристаллических полиметакрилатов

• Автор: Тао Юнцзе
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
• ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. Соотношение между молекулярным строением ЖК гребнеобразных полимеров и их
структурой
1.1. Влияние химического строения и длины основной цепи на фазовое поведение ЖК гребнеобразных
полимеров
1.2. Влияние длины и полярности гибких "хвостов" мезогенных групп на мезоморфные свойства ЖК
полимеров
1.3. Конформация основных полимерных цепей в мезофазе и ее определение с помощью метода малоуглового нейтронного рассеяния (МНР)
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Синтез мономеров
2.2. Синтез гомополимеров
2.3. Фракционирование полимеров
2.4. Физико-химические методы исследования полимеров
• РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3. СИНТЕЗ И ФАЗОВОЕ ПОВЕДЕНИЕ
МОНОМЕРОВ
3.1. Особенности синтеза дейтерированных мономеров и их характеризация
3.2. Фазовое поведение мономеров
4. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И СТРУКТУРЫ ЖК ГРЕБНЕОБРАЗНЫХ
ПОЛИМЕРОВ

4.1. Молекулярно-массовые характеристики полимеров

4.2. Описание фазового поведения индивидуальных ЖК полимеров
4.2.1. Полимер П
4.2.2. Полимеры ПМ-2 и ПМ
4.2.3. Полимер ПМ
4.2.4. Полимер ПМ
4.2.5. Полимер ПМ
4.2.6. Полимеры ряда П-На1 (ПЖ, П-С1, П-Вг и П-1)
4.3. Влияние молекулярной массы полимеров на их фазовое поведение
4.4. Влияние длины концевого заместителя у мезогенной группы ЖК полимеров на их мезоморфные свойства и
структуру
4.5. Влияние длины концевого алкоксильного заместителя у мезогенной группы и молекулярной массы полимера на параметр порядка ЖК полимеров серии ПМ-п
5. КОНФОРМАЦИЯ ОСНОВНОЙ ЦЕПИ ЖК
ПОЛИМЕТАКРИЛАТОВ В РАЗЛИЧНЫХ
ФАЗАХ
5.1. Использование метода МНР для расчета молекулярных параметров гребнеобразных полимеров
5.2. Определение размеров основных цепей ЖК полимеров методом МНР и влияние температуры на их конформацию
5.3. Влияние степени полимеризации на конформацию макромолекул ЖК полимеров
• ВЫВОДЫ
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Создание и исследование жидкокристаллических (ЖК) полимеров с боковыми мезогенными группами (называемыми обычно гребнеобразными ЖК полимерами) является одним из важных и актуальных направлений современной физико-химии высокомолекулярных соединений. Двойственная природа таких соединений, сочетающих уникальные оптические, электрооптические и иные физические свойства низкомолекулярных жидких кристаллов и специфические свойства полимеров, позволяет получать на основе этих веществ полимерные пленки и покрытия с “замороженной” ЖК структурой, определяя значительный научный и практический интерес к их всестороннему исследованию.
Сложная молекулярная архитектура макромолекул гребнеобразных ЖК полимеров, состоящих из основных цепей, мезогенных групп и развязок-спейсеров, соединяющих эти мезогенные группы с полимерным хребтом, требует выявления роли каждого из указанных структурных элементов в реализации ЖК состояния и понимания структурной организации ЖК полимеров в мезофазе.
Постановка работы и выбор объектов исследования.
Несмотря на достаточно большое число публикаций, посвященных синтезу и исследованию гребнеобразных полимеров, в литературе недостаточное внимание уделяется систематическому изучению гомологических рядов ЖК полимеров с последовательным варьированием (и учетом) строения основных цепей, длины гибких развязок, молекулярной массы, длины и природы терминальных фрагментов и жестких ядер мезогенных групп. Однако, по существу, именно такие исследования позволяют подойти к решению важнейшей проблемы физико-химии полимеров - установлению корреляций между молекулярным строением ЖК полимеров и их физико-химическими свойствами, а также “предсказанию” этих свойств, исходя из их конкретного молекулярного строения.
Другая из важнейших нерешенных проблем в области физико-химии гребнеобразных ЖК полимеров связана с изучением

мезофазы как состояния с микрофазовым расслоением мезогенных групп (которые образуют ЖК фазу) и основных цепей, которые «выталкиваются» из смектического слоя и образуют промежуточный слой [44,45]. В отличие от модели, предложенной в [42], полимерный хребет находится между смектическими слоями (рис. 1.15, б), а переход цепи через смектический слой хотя и возможен, но сильно затруднен. Участок цепи, проходящий через смектический слой и называемый, «проходным сегментом», располагается перпендикулярно смектическому слою, вызывая появление в нем определенного дефекта. Детальная структура этого дефекта неизвестна, однако метод малоуглового нейтронного рассеяния дает возможность оценить количество таких дефектов. Таким образом, вся полимерная цепь разбивается на некоторое число квазидвумерных, анизотропных субклубков, лежащих в смектических плоскостях (рис. 1.15 б).
Используя эту модель и экспериментальные данные работы [42] (полимер II), Кунченко и Светогорский рассчитали ряд молекулярных параметров такого типа упаковки[48]. Средний радиус инерции макромолекулы полимера М в смектической фазе Ях, вычисленный по уравнению
К,=(+2)'/2
равен 123 А, что превышает аналогичное значение Ии = 106 А, определенное в изотропной фазе. Сравнение этих значений между собой свидетельствует о значительном увеличении размеров макромолекул при переходе из изотропной в смектическую фазу. Оценка числа проходных сегментов N. по формуле =6/с!2 (где
й - толщина смектического слоя) показывает, что на одну макромолекулярную цепь данной молекулярной массы приходится три проходных сегмента; Ыц проходных сегментов разбивают цепь на N(1+1 квазидвумерных субклубков, т.е. каждая макромолекула в среднем состоит из четырех субклубков (рис. 1.15). Используя выведенное уравнение для среднеквадратичного расстояния между концами такого субклубка
=6/(,+1)