高分子物理-09第二章第七節(jié)高聚物態(tài)結(jié)構(gòu)

第七節(jié)高聚物的液晶態(tài)本講內(nèi)容第二章第八 聚合物的液晶態(tài)結(jié)液晶高分高分液晶的結(jié)構(gòu)特征和形成條件；液晶的特性和應(yīng)教學(xué)目的：了解高聚物液晶態(tài)結(jié)構(gòu)及液晶的應(yīng) Company Company液晶是介于完全有序晶體與各向同性液體之間的種中間狀態(tài)，確切地說，它是一種取向有序的流體，它既有液體的易流動性，又有晶體雙折射各向異性液晶液晶—晶體三維有

液 液態(tài)的無液

液晶相

的高強度、高流 Company分子的長寬比R>>1結(jié)構(gòu)部分稱為液晶原（液晶基元或介原），是液晶各3（清亮點當(dāng)結(jié)晶聚合物加熱到Tm時開始融化，最初形成渾程，相應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度稱為清晰點Ti。從到清晰點之間的溫度范圍△T Company1性結(jié)2.分子之間有一定的相互作3子的長寬比遠(yuǎn)大于由兩個或芳香族環(huán)組成剛性的核——“ -O-、-CO-NH-、-CH=CH-、-N=N-、-在分子長軸兩端含有極性基團X和Y 只有當(dāng)分子的長寬比（或長與直徑比，即軸比）大4的物質(zhì)才有可能呈液晶態(tài)結(jié)液晶包 分子液晶和小分子液晶。不論高分子還是小分子，形有序流體都必須具備一定條件，從結(jié)構(gòu)上，稱其為液晶基元結(jié)棒狀(或條狀)長徑比大于

向列相N：只有方向序無位置 液基 盤狀軸比小于

近晶A相棒

雙親

近晶C相SC：有 且既有層面的法向方向又有核的共分方 向列相

柱

如果層內(nèi)間隔相等分 所在位置

如果層內(nèi)間隔不等 Company

溶致液晶：液晶物質(zhì)溶于溶劑所得到的液熱致 Company1.按形成（1）溶致性液晶:靠溶劑溶解分散，在溶液中當(dāng)達到對苯二甲酰對苯二對苯二甲酰對苯二胺聚對苯酰胺聚對（2）熱致性液度范圍呈現(xiàn)液晶性能。多數(shù)液晶是熱致液40molPET與60mol羥基苯甲酸的共聚對羥基苯甲酸(PHB)與對羥基萘甲酸(PNA)的共Vectra（）感應(yīng)性液晶：在外場（場和光場等）作用下進入液晶態(tài)的物質(zhì)稱為感應(yīng)液晶。如聚乙烯在某一高壓下出現(xiàn)液晶態(tài)稱為壓致液晶；聚對苯二甲酰對氨基苯甲酰肼在施加流動場后呈現(xiàn)液晶態(tài)是典型的流致液晶。由上可見，大多數(shù)液晶物質(zhì)是長棒狀的或長條狀的（1）近晶型液晶是所有液晶中具有最接近結(jié)晶（Smectic（棒狀）近晶相C（Smectic液晶的織構(gòu)，一般是指液晶薄膜（1-10m）在正異。常的態(tài)織有影、錐扇構(gòu)、 構(gòu)。焦錐織構(gòu)近晶SASC相都能產(chǎn)生焦錐織構(gòu)，特別是SA較完善的焦錐常以扇形出現(xiàn)，故又稱扇形織構(gòu)，不完善的焦錐稱之為破碎焦錐或破碎扇形織構(gòu)。 PPTA和PBA的濃硫酸溶液在常溫下即表現(xiàn)為向列型液晶的特性。向列型液晶在正交偏光顯微鏡下， Company紋影織構(gòu)是向列相液晶的典型織構(gòu)叫黑刷子，偏方向平行產(chǎn)生的消光，向排列。鑲嵌織構(gòu)出現(xiàn)在高度有序液晶相中，可以是平面是難以準(zhǔn)確判斷液晶相的類型，需要進一步借助 Company液晶的化學(xué)結(jié)構(gòu)直接影響其形成的可能性、相態(tài)和轉(zhuǎn)（1）主鏈型液晶高分使聚合物的 （CH2）x-2

n3CHn3x1時一般為向列型液晶；x=～1晶相。隨的增加和清亮點呈下降趨。鏈段含量太大，最終也會導(dǎo)致聚合物不能形成液晶。側(cè)

O鏈 液晶

CnHx=2時，不形成液晶；x=5～11時，呈現(xiàn)近晶型液晶行高 主鏈：主鏈柔性影響液晶的穩(wěn)定性。通常，主鏈柔 增加，液晶的轉(zhuǎn)變溫度降低柔

n n

nTm=368K,Ti=394K, Tm=320K,Ti=350K, (cCHCH n

OC (CH2)

COO液晶基元

OCHTCH2

nO

Polarized-lightmicroscopy偏光顯微XRDPolarized-lightmicroscopy偏光顯微XRDX-raydiffractionX射線衍DSCDifferentialscanningclarometry差掃描量熱 排列發(fā)生，形成尺寸很大的螺旋結(jié)構(gòu)，晶列晶列晶體向近晶相轉(zhuǎn)變熱焓（熔融熱焓）以及近晶相向各向同性液體轉(zhuǎn)液晶相轉(zhuǎn)變溫度，一般儀是無法測得的。用DSC 液晶聚合物溶液的流動特1.粘度與濃度之間的關(guān)系度增加而單調(diào)增大。隨濃度增加急劇上升，出現(xiàn)一個粘度極大值，隨后小值極值時的濃度稱為臨界濃度

和C*，它們與聚合 2-10酰對苯二胺PPA）-。 （）隨著濃度的增加，粘度迅速增大，粘度出現(xiàn)極大值的濃度是一個臨界濃度C*，達到這個濃度，體系內(nèi)開始建立起一定的有序區(qū)域結(jié)濃度繼續(xù)直到體系成為均勻的各向異性溶液時，體系的粘度達到極小值，這時溶液的濃度是另一個臨界值*。（3）C>C*2，溶液成為均勻的液晶相，濃增加，粘度增加 Company2。。3 1晶顯示技液晶顯示材料具有明顯的優(yōu)點：驅(qū)動電壓低、功耗微小量大、彩色顯