高分子液晶材料的结构
第四章液晶高分子详解
3.根据形成液晶的条件
热
固体
冷
液晶
固体
+溶剂 液晶
- 溶剂Biblioteka 热冷 +溶剂 - 溶剂
液体 液体
溶液型液晶(lyotropic liquid crystal)(溶致液晶)
液晶分子在溶解过程中在溶液中达到一定浓度 时形成有序排列,产生各向异性特征。
热熔型液晶(thermotropic liquid crystal)(热致液晶)
9
(3)胆甾醇型液晶(cholesteric liquid crystal)
构成液晶的分子基本是扁平型的, 依靠端基的相互作用,彼此平行 排列成层状结构。它们的长轴与 层面平行,而不是垂直。
分子的长轴取向在旋转360度以 后复原,两个取向度相同的最近 层间距离称为胆甾醇型液晶的螺 距。
这类液晶可使被其反射的白光发生色散,透射光发生偏 转,因而胆甾醇型液晶具有彩虹般的颜色和很高的旋光 本领等独特的光学性质,
刚性部分只保持着一维有序性, 液晶分子在沿其长轴方向可以相 对运动,而不影响晶相结构。因 此在外力作用下可以非常容易沿 此方向流动,是三种晶相中流动 性最好的一种液晶。
8
(2)近晶型晶相液晶(smectic liquid crystal) 通常用符号S表示。
在这类液晶中分子刚性部分互相 平行排列,并构成垂直于分子长 轴方向的层状结构。在层内分子 可以沿着层面相对运动,保持其 流动性;这类液晶具有二维有序 性。由于层与层之间允许有滑动 发生,因此这种液晶在其粘度性 质上仍存在着各向异性。
4
一、高分子液晶的分类与命名
1.根据液晶分子特征分类
柔性部分多由可以自 由旋转的σ键连接起 来的饱和链构成。
液晶高分子ppt课件
结论与展望
03
总结研究成果,指出研究局限性和未来研究方向,展望液晶高
分子领域的发展前景。
05
液晶高分子材料性能及应 用研究
材料性能评价
01
液晶性
液晶高分子具有独特的液晶性,即在一定温度范围内呈现出液晶态。这
种液晶态具有光学各向异性、高粘度、低流动性等特点,使得液晶高分
子在显示、光学、电子等领域具有广泛应用。
光学性质
具有优异的光学性能,如 高透明度、低双折射等。
液晶态特性
取向有序性
液晶分子在某一特定方向排列有序, 形成各向异性。
流动性
连续性与流动性
液晶分子的排列并不像晶体那样完美 ,而是存在一定的缺陷和位错,这些 缺陷和位错使得液晶具有流动性和连 续性。
与晶体不同,液晶具有流动性,其分 子排列不像晶体那样牢固。
01
02
03
主链型液晶高分子
分子主链具有刚性,能形 成液晶态的聚合物。
侧链型液晶高分子
液晶基元作为侧基连接在 柔性主链上,侧基具有足 够大或刚性。
组合型液晶高分子
主链和侧链上同时含有液 晶基元的聚合物。
物理性质
热学性质
具有较宽的液晶相温度范 围,较高的热稳定性和热 氧化稳定性。
力学性质
具有高强度、高模量、低 收缩等优异的力学性能。
电子领域
液晶高分子在电子领域的应用主要包括电子封装材料、电子绝缘材料等。利用液晶高分子 的耐高温、耐化学腐蚀等特性,可以提高电子产品的可靠性和稳定性。
挑战与机遇并存
挑战
液晶高分子的研究和发展面临着一些挑战,如合成难度大、成本高、应用领域受限等。此外,随着科技的不断发 展,新型显示技术不断涌现,对液晶高分子的需求也在不断变化,这对液晶高分子的研究和发展提出了更高的要 求。
功能高分子液晶高分子材料详解演示文稿
功能高分子液晶高分子材料详解演示文稿一、引言高分子液晶材料是一种特殊的高分子材料,其分子结构具有液晶性质,可以在温度、压力和电场等外界条件的作用下发生相应的形态变化。
功能高分子液晶高分子材料作为一种新兴材料在电子、光电、光学等领域有广泛的应用。
二、功能高分子液晶高分子材料的特点1.液晶性质:功能高分子液晶材料的分子结构呈现出液晶性质,可以在外界作用下呈现出液晶态、糊状或胶状等不同形态。
2.具有可调性:功能高分子液晶高分子材料的性质可以通过改变温度、压力和电场等外界条件进行调控,实现功能性材料的设计和制备。
3.具有光电响应性:功能高分子液晶高分子材料可以对光电信号进行感应和响应,在光电器件中具有重要的应用价值。
4.具有优异的机械性能:功能高分子液晶高分子材料具有优异的机械性能,可以在固态和液态表现出不同的物理和化学性质。
三、功能高分子液晶高分子材料的分类1.热响应型液晶高分子材料:热响应型液晶高分子材料可通过改变温度来实现液晶态到胶状或溶胀态的转变,具有良好的热敏特性。
2.光响应型液晶高分子材料:光响应型液晶高分子材料可以通过外界光场的刺激而实现液晶态到非晶态的相转变,具有优异的光响应性。
3.电响应型液晶高分子材料:电响应型液晶高分子材料可以通过外加电场的作用在液晶态和胶态之间进行切换,具有较快的响应速度和可再生性。
四、功能高分子液晶高分子材料的应用1.光电器件领域:功能高分子液晶高分子材料在光电器件中具有广泛的应用,如液晶显示器、光电开关、光电传感器等。
2.光学领域:功能高分子液晶高分子材料具有优异的光学特性,可以应用于光学透镜、光学波导和光学存储材料等领域。
3.催化剂载体:功能高分子液晶高分子材料可以作为载体,承载催化剂用于催化反应,具有高效率和高选择性。
4.生物医学领域:功能高分子液晶高分子材料在生物医学领域有广泛的应用,如药物传递系统、组织工程和生物传感器等。
五、功能高分子液晶高分子材料的未来发展六、结论功能高分子液晶高分子材料作为一种新兴材料,具有液晶性质、可调性、光电响应性和优异的机械性能等特点。
高分子液晶及复合材料新概念
这种分子复合材料的概念已被用以通过加入少量的刚 性分子来显著提高普通柔性的热塑性和热固性聚合物, 甚至橡胶一类弹性体的力学性能。
二、分子复合材料
(一)新概念提出的背景
1979:Husman etal. 美国空军材料研究室首先提出了“分子复
合材料”的构想。 所谓分子复合材料是指将刚性棒状分子分
散到柔性链分子基体中,使它们尽可能达到分 子分散的水平。
提出“分子复合材料”的构想基本基于以下考虑:
1.孤立伸直链分子的强度要比同种聚合体纺制的纤维 强度高一个甚至几个数量级。原因是我们很难制得完 全取向和无疵点的纤维。
I + H2N
+
ClCO
NH2 COCl
N6 PPTA N6
2)无规共聚
O
(N
O
NC
H
H
O
C )x ( N H
O NC H
O PPOT
C )y (x:y=50:50)
[O
O NC H
OH
] C N
[ C OH
Cure
O
O
O NC H
O
] C N
C
n
O
MC制备:
PPOT NMP+ CaCl2 溶解
两相体系中分散相形态是如何形变的? 分散相液滴的形变和破裂是分散相粘度和介质粘
度 比 ( λ = μα/μm ) 及 Weber 准 数 或 表 面 张 力 数 (capillary number)的函数。Weber准数是作用在液 滴上的粘性应力和两相间的界面应力之比,即
第四章液晶高分子详解PPT课件
新型合成技术探讨
活性自由基聚合
01
利用活性自由基控制聚合过程,合成结构规整、分子量分布窄
的液晶高分子。
原子转移自由基聚合
02
通过原子转移反应实现自由基聚合,制备高性能液晶高分子材
料。
可控/活性阴离子聚合
03
利用阴离子聚合反应的可控性,合成具有特定结构和性能的液
晶高分子。
实验室制备实例分享
实例一
通过缩聚反应合成芳香族聚酯液 晶高分子,探讨反应条件对产物
DSC测试结果显示,该液晶高分子的熔 点为220℃,清亮点为280℃,热稳定性 良好。
XRD分析结果表明,该液晶高分子在液 晶态下具有层状结构,分子排列有序度 高。
05
液晶高分子在显示器件中 应用研究
显示器件原理简介
显示器件基本构造
包括背光模块、显示面板、驱动 电路等部分,其中显示面板是实 现图像显示的核心部分。
温度、压力、浓度等外部条件的变 化可以影响液晶高分子的液晶态行 为,如升温可导致液晶态向液态的 转变。
03
液晶高分子合成方法与技 术
传统合成方法回顾
缩聚反应
通过官能团之间的缩合反 应,逐步聚合生成高分子 液晶。
加聚反应
利用烯烃等单体的加成反 应,合成具有液晶性的高 分子链。
开环聚合
环状单体在引发剂作用下 开环并聚合成高分子液晶 。
第四章液晶高分子详解PPT 课件
contents
目录
• 液晶高分子概述 • 液晶高分子结构与性质 • 液晶高分子合成方法与技术 • 液晶高分子表征手段及评价标准 • 液晶高分子在显示器件中应用研究 • 液晶高分子在其他领域拓展应用探讨
01
液晶高分子概述
第四章液晶高分子详解
(2)机械性质
特别是拉伸强度和硬度与聚合物分子的取向度有密切 关系。沿长轴方向的拉伸程度越高,聚合物分子的取 向度也越高,因此机械强度也越高。
由于结晶程度高,液晶聚合物的吸潮率很低。
良好的热尺寸稳定性
透气性非常低
4.热熔型主链聚合物的应用
在电子工业中得到应用,制作高精确度的电路多接点 接口部件。
目前大多数热熔型主链液晶是通过酯交换反响制备的,如 乙酰氧基芳香衍生物与芳香羧酸衍生物反响脱去乙酸,反 响在聚合物的熔点以上进行。最典型的代表是聚酯液晶。
例:PET/PHB共聚酯的制备
先合成对乙酰氧基苯甲酸〔PABA〕:
在 275℃和惰性气氛下,PET在PABA的作用下酸解,然后脱去乙 酸,与PABA缩合成共聚酯。
聚 合 反 应 C H 2 C H C (H 2 )C 8O O H
C HC H 2 n C H 2 C (H 2 )C 7O O H
② 接枝共聚
③ 缩聚反响
2.溶液型侧链聚合物液晶的晶相结构与性质
溶液型高分子液晶 在溶液中通常可以 形成三种晶相,即 近晶相的层状液晶 (lamellar)、向列型 六角型紧密排列液 晶(hexagonal)和立 方晶相液晶(cubic)。
谢谢大家!
最重要的两种是聚对苯酰胺〔PBA〕和聚对苯二甲酰对苯二胺 〔PPTA〕。在我国分别被称为芳纶14和芳纶1414。
例如:PBA的制备
H N 2
OS O C l2 O S N O H
O H C l N
O H H
O
PBA溶液属于向列型液晶,用它纺成的纤维具有很高的强度,用作 轮胎帘子线。
PPTA具有刚性很强的直链结构,分子间具有很强的氢键, 因此只能溶于浓硫酸中,用它纺成的纤维就是著名的Kevlar 纤维。
液晶高分子材料
液晶高分子材料液晶高分子材料是一类结构复杂、性质卓越的高分子材料,具有液晶性质和高分子特性的综合性材料。
液晶高分子材料的结构由高分子主链和液晶侧链构成,液晶侧链通过伸展和收缩,可以调控高分子主链的排列方式,从而影响材料的物理和化学性质。
液晶高分子材料具有很多独特优势。
首先,它们可以改变液晶分子的排列方式和空间取向,实现自组装和自组织,形成复杂的结构和多级层次组织。
其次,液晶高分子材料具有优异的光电、机械和热学性质,常用于制备液晶显示器、电子产品、名片式显示器等。
另外,液晶高分子材料还可以用于制备新型离子导体、光导体和电子传输材料。
液晶高分子材料的设计和制备需要结合化学、物理、材料科学等多个学科知识。
目前,主要的液晶高分子材料包括液晶聚合物、液晶弹性体、液晶嵌段共聚物、液晶有机-无机杂化材料等。
液晶聚合物是一种高分子链上带有液晶侧链的高分子。
液晶侧链与高分子主链之间通过共价键相互连接,构成一种新型的高分子结构。
液晶聚合物通常采用自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合等方法制备。
液晶聚合物的液晶性质由液晶侧链决定,而机械、热学和光学性质则受到高分子主链的影响。
因此,液晶聚合物的物理和化学性质比较复杂,需要综合考虑多个因素。
液晶弹性体是一种具有液晶和弹性性质的综合性材料。
其结构由液晶分子、高分子主链和交联结构三部分组成,其中液晶分子和高分子主链通过共价键连接,而交联结构通过物理交联相互连接。
液晶弹性体的性质可通过调控液晶分子的排列方式、高分子主链的构型和交联结构的密度来实现。
由于具有液晶和弹性双重性质,液晶弹性体的应用领域非常广泛。
例如,可以用于制作医疗、航空航天和纺织品等材料。
液晶嵌段共聚物是一种由高分子块和液晶块交替排列组成的高分子材料。
液晶块和高分子块通过共价键或非共价键相互连接,构成一种新型的高分子结构。
液晶嵌段共聚物的性质和结构主要受到高分子块和液晶块的比例、序列和空间位置制约。
其物理和化学性质随比例和序列的变化而发生改变。
高分子的液晶态结构课件
形成条件
需要达到一定的分子量和 溶剂条件,才能使高分子 材料形成液晶态。
分类
根据形成方式和结构特点 ,高分子液晶态可分为多 种类型,如近晶型、向列 型和胆甾型等。
高分子液晶态的分类
近晶型液晶
高分子链在晶格中以平面方式排 列,具有高度的有序性和稳定性
添加剂和填料
在高分子材料中添加特定的添加剂和填料可以促进或抑制液晶态的形成 。这些添加剂和填料可以改变高分子间的相互作用力和排列方式。
03
加工条件
高分子液晶态的形成还受到加工条件的影响。例如,温度、压力、剪切
速率等加工条件可以改变高分子材料的结晶度和液晶态结构。
高分子液晶态形成的研究进展
新材料设计
高分子液晶态的理论研究
总结词
通过理论计算和模拟,深入理解高分子液晶态的形成机制和 结构特性。
详细描述
理论研究者利用计算机模拟和数学模型,对高分子液晶态的 形成机制、相变行为和结构特性进行深入研究。这些理论研 究不仅有助于揭示高分子液晶态的本质,还能为实验研究和 应用提供理指导。
高分子液晶态的应用拓展
有助于推动相关领域的发展。
01
高分子液晶态的结 构
高分子液晶态的微观结构
分子排列
高分子液晶中的分子以一定的方式排列,形成有 序的结构。
分子取向
高分子液晶中的分子具有特定的取向,通常沿着 某个方向排列。
分子间相互作用
高分子液晶中的分子间存在相互作用,这些相互 作用对液晶态的结构和性质产生影响。
高分子液晶态的介晶结构
介晶单元
高分子液晶中的介晶单元是由多个分子组成的,这些分子以特定 的方式排列,形成有序的结构。
液晶高分子材料
液晶高分子材料液晶高分子材料是一种具有特殊结构和性能的材料,它在液晶状态下具有液体的流动性,同时又具有固体的有序性。
液晶高分子材料通常由高分子主链和液晶基团组成,通过特殊的加工工艺可以制备成具有特定性能的材料,广泛应用于显示器件、光学材料、传感器等领域。
本文将从液晶高分子材料的结构特点、制备工艺和应用领域等方面进行介绍。
首先,液晶高分子材料的结构特点。
液晶高分子材料的主链通常是由碳、氢等元素组成的高分子链,而液晶基团则是具有液晶性质的分子单元。
这些液晶基团在高分子主链上的排列方式和空间取向对材料的性能具有重要影响。
通常液晶高分子材料可以分为低分子液晶高分子和高分子液晶高分子两类,它们的结构特点和性能表现有所不同。
其次,液晶高分子材料的制备工艺。
液晶高分子材料的制备通常包括原料选择、聚合反应、加工成型等步骤。
在原料选择方面,需要选择具有液晶性能的液晶基团和适合的高分子主链,通过化学合成或物理混合的方式将它们组装成液晶高分子材料。
在聚合反应中,需要控制反应条件和聚合度,以获得理想的分子结构和分子量。
在加工成型中,需要利用特殊的加工设备和工艺,将液晶高分子材料制备成薄膜、纤维、片材等形式,以满足不同领域的需求。
最后,液晶高分子材料的应用领域。
液晶高分子材料具有优异的光学性能、电学性能和机械性能,因此在显示器件、光学材料、传感器等领域有着广泛的应用。
在液晶显示器件中,液晶高分子材料作为液晶材料可以实现信息的显示和传输,广泛应用于电视、电脑显示屏等设备中。
在光学材料领域,液晶高分子材料可以制备成具有特殊光学性能的材料,用于制备偏光片、光学波片等光学元件。
在传感器领域,液晶高分子材料可以利用其对外界环境的敏感性,制备成温度传感器、压力传感器等传感器元件。
总之,液晶高分子材料具有特殊的结构和性能,通过合理的制备工艺可以制备成具有特定性能的材料,广泛应用于显示器件、光学材料、传感器等领域。
随着科学技术的不断发展,相信液晶高分子材料在未来会有更广阔的应用前景。
高分子液晶材料
若在其中添加少量磷等,高分子液晶的阻燃性能更好。
16
(4)电性能和成型加工性优异
高分子液晶的绝缘强度高和介电常数低, 而且两者都很少随温度的变化而变化,并导 热和导电性能低。
由于分子链中柔性部分的存在,其流动 性能好,成型压力低,因此可用普通的塑料加 工设备来注射或挤出成型,所得成品的尺寸 很精确。
而某些物质的晶体受热熔融,或者在溶剂中溶解过程 中,虽然失去了固态的大部分性质,外观呈现液体的流 动性质,但是仍然保留一定分子排列的有序性,具有部 分晶体性质,这种过渡相态被称为液晶态。
3
2、液晶高分子的分类
液晶根据分子量的大小,可以分成小分子液晶和聚合物液 晶。
聚合物液晶是通过柔性聚合物链将小分子液晶连接起来构 成,可以克服小分子液晶稳定性差,机械强度小的缺点。 高分子化的同时还赋予聚合物液晶以其他重要性质。
19
5.2 液晶高分子材料的应用
1. 作为高性能工程材料的应用 (1)电子应用领域(各种插件、开关、集成电路等) (2)军用器械和航空应用领域(防弹衣、飞机外壳) (3)汽车和机械工业应用领域(发动机内各种零部件、密封元件) (4)光纤通讯应用领域(石英玻璃、光导纤维的被覆材料) (5)其他领域(化工设备和装置)
17
四、高分子液晶的表征 高分子液晶的表征是一个较为复杂的问题。结
构上细微的差别常常难以明显地区分,因此,经常 出现对同一物质得出不同研究结论的现象。因此经 常需要几种方法同时使用,互相参照,才能确定最 终的结构。目前常用于研究和表征高分子液晶的有 以下一些手段。
18
➢ X射线衍射法 ➢ 核磁共振光谱法 ➢ 介电松弛谱法 ➢ 热台偏光显微镜法 ➢ 热分析法
液晶高分子的分子结构
液晶高分子的分子结构
液晶高分子是一种具有特殊分子结构的高分子材料,其分子结构通常由刚性的芳香环或其他特定结构单元构成。
这些单元之间通过共价键或者非共价键(比如氢键、π-π堆积等)相互作用形成特定的排列结构,使得液晶高分子在一定温度范围内表现出液晶相态。
液晶高分子的分子结构可以分为两种常见类型,主链液晶高分子和侧链液晶高分子。
主链液晶高分子是指液晶性质由高分子主链上的刚性结构单元提供,而侧链液晶高分子则是指液晶性质由侧链上的液晶基团提供。
这两种类型的液晶高分子在分子结构上有所不同,但都具有一定的排列结构和对称性,以及一定的空间取向。
液晶高分子的分子结构对其性能和应用具有重要影响。
例如,液晶高分子的分子结构可以影响其液晶相的稳定性、相转变温度范围、机械性能、光学性能等。
因此,科学家们通过调控液晶高分子的分子结构,可以实现对其性能的精准调控,从而拓展其在液晶显示、光电器件、传感器等领域的应用。
总的来说,液晶高分子的分子结构是其液晶性质的基础,通过
对分子结构的设计和调控,可以实现对液晶高分子性能的优化和定制化,为其在各种领域的应用提供了广阔的发展空间。
液晶高分子材料
液晶高分子材料液晶高分子材料是一种具有液晶结构的高分子材料,具有独特的物理和化学性质,广泛应用于液晶显示器、光学器件、传感器、生物医学材料等领域。
本文将对液晶高分子材料的结构特点、性质和应用进行详细介绍。
液晶高分子材料的结构特点主要表现在分子排列上。
液晶高分子材料分子链通常呈现出有序排列,这种有序排列使得材料具有液晶相。
液晶相是介于固体和液体之间的一种物态,具有流动性和有序性。
液晶高分子材料的分子排列可以分为向列型、扭曲型、螺旋型等不同结构,这些结构决定了材料的性质和应用。
液晶高分子材料具有许多独特的物理和化学性质。
首先,液晶高分子材料具有良好的光学性能,具有双折射、偏振、色散等特点,适用于制造液晶显示器、偏光片、光学棱镜等光学器件。
其次,液晶高分子材料具有流动性和可塑性,可以通过加热或加压改变分子排列,使材料在不同温度、压力下呈现出不同的性质,适用于制造形状记忆材料、变色材料等功能性材料。
此外,液晶高分子材料还具有热稳定性、化学稳定性、生物相容性等优良性质,适用于制造传感器、生物医学材料等高端应用产品。
液晶高分子材料在液晶显示器领域有着广泛的应用。
液晶显示器是一种利用液晶高分子材料的光学特性来显示图像的平面显示设备,广泛应用于电视、电脑、手机等电子产品中。
液晶高分子材料作为液晶显示器的关键材料,其性能直接影响着显示器的分辨率、对比度、色彩饱和度等指标。
目前,随着显示技术的不断发展,对液晶高分子材料的要求也越来越高,需要具有更高的透光率、更快的响应速度、更宽的视角等性能。
除了液晶显示器,液晶高分子材料还在光学器件领域有着重要的应用。
例如,偏光片是一种利用液晶高分子材料的偏振特性来调节光线方向的光学器件,广泛应用于太阳眼镜、相机镜头、液晶投影仪等产品中。
此外,液晶高分子材料还可以制备光学棱镜、偏光镜、光学滤波器等光学器件,用于调节光线的传播方向、波长选择等光学功能。
液晶高分子材料还在传感器领域有着重要的应用。
高分子的液晶态结构
生命科学
液晶的应用
1. 光学记录、贮存和显示材料
液晶显示器、液晶钟表等。
2. 高强度高模量材料
聚对苯二甲酰对苯二胺(PPDT),商品名kevlar
液晶的分类
2.按生成方式分类 液晶分成热致性液晶和溶致性液晶。 前者在一定的温度范围内形成液晶,在升 温过程中相变过程为:结晶固体 液晶 态 各向同性熔体。后者则是溶于溶剂 并高于一定浓度和低于一定温度时形成液 晶,在纯物质中不形成。形成溶致性液晶 的最低浓度称为临界浓度。
液晶的分类
3.按分子结构分类 只有刚性或半刚性 分子链才能形成液晶。 刚性或半刚性分子链可 以看成由棒状的基本结 构单元(即液晶基元) 单独或与柔性单元共同 组成。因而按液晶基元 在分子链中的位置,高 分子液晶又可分为主链 型和侧链型两种。
液晶的应用
研 究 和 开 发 液 晶 高 分 子
1. 提供新的高性能材料 2.促进分子工程学、合成化 学、高分子物理学、高分 子加工学以及高分子应用 技术的发展 3.有助于对生命现象的理解 4.新医药材料和医疗技术的 发现
目的
液晶的应用
液 晶 高 分 子 的 应 用
结构材料
功能材料
电子、机械、军事、航 空航天 光电显示、记录、储存、 调制和膜分离材料 在生命科学,蛋白质、 核酸、病毒、细胞
较自由,对外力相当敏感,是目前液
晶显示器的主要材料。
液晶的分类
(c)胆甾相(cholesteric)液晶
胆甾相液晶分子呈扁平状且排列成层,层内分子相互平行。 相邻两层分子,其长轴彼此有一轻微的扭角,多层分子的排列方向 逐渐扭转成螺旋线,形成一个沿层的法线方向排列成螺旋状结构。
液晶的分类
三类液晶在偏光显微镜下会出现特征的图案,称为织 构。向列型液晶的典型织构是纹影织构(四黑刷或两黑刷), 近晶型液晶是扇形织构,胆甾型液晶是指纹状织构。织构 是由于分子的连续取向出现缺陷(称为向错)引起的。
液晶高分子课件
液晶高分子复合材料
• 已知利用直径为数微米或更粗的玻璃纤维、碳 纤维等宏观纤维为增强剂,以热塑性聚合物为 基体树脂,可以制成具有很高强度和模量的复 合材料;且纤维的直径越小、长径比越高,增 强效果越显著。液晶高分子纤维(如芳纶)有很 高的强度和模量,同样可以用作高性能复合材 料增强剂。此外,利用热致性液晶高分子 (TLCP)熔体在加工过程中能够生成亚微米级 微纤的性质,可以将它与热塑性树脂共混,所 得共混物经熔融挤塑或注塑等过程加工而成的 材料即含有TLCP增强微纤。
光学非线性液晶高分子
• 有人以腰接和端接两种方式将非线性光学活性基团 挂接到梯形聚硅氧烷主链上,制得了具有非线性光 学活性的梯形高分子。与挂接同类活性基团的单链 高分子相比,前者具有高得多的抗衰减稳定性, 80℃、120h的老化实验表明,梯形高分子极化膜的 取向因子的保留值相当于相应的单链高分子极化膜 的2倍。梯形高分子的上述性能优势可能与其较高 的分子链刚性有关。
高分子液晶的研究
• 液晶高分子将高分子量和液晶相序有机地结合使其具 有一些优异特性。例如,它可以有很高的强度和模量, 或很小的热涨系数,或优秀的电光性质等。
• 研究和开发液晶高子,不仅可提供新的高性能材料 并导致技术进步和新技术的发生,而且可促进分子工 程学、合成化学、高分子物理学、高分子加工以及高 分子应用技术的发展。此外,由于许多生命现象与物 质的液晶态相关,对高分子液晶态的研究也有助于对 生命现象的理解并可能导致有重要意义的新医药材料 和医疗技术的发现。因此,研究液晶高分子具有重要 意义。
光学非线性液晶高分子
• 当一束波长为1.06μm的近红外线激光通过一块 适当放置的非线性光学介质后,将会发现出射光 除了1.06μm的红外线外,还有0.53μm的绿色光。 这个使入射光频率增大一倍的现象就是光倍频现 象,而能产生光倍频现象的介质则称为非线性光 学介质。非线性光学效应除光倍频外,还有泡克 耳效应、克尔效应、三倍频和四波混频现象等。
简述液晶高分子材料的结构特点
简述液晶高分子材料的结构特点分子液晶的行为进行了探讨。
但由于其门类纵多,欲找出一包罗万象,能解释一切液晶特性的理论模型的愿望,至今仍未实现,高分子液晶仍是功能高分子材料研究的一个热点。
高分子液晶是介于液体和晶体之间的一种中介态,具有独特的性能。
高分子液晶一般都具有高模量高强度,并且在其相区间温度时的粘度较低,且高度取向,利用这一特性进行纺丝,不仅可以节省能耗而且可以获得高模量高强度的纤维,用于做消防用的耐火防护服或各种规格的高强缆绳;另外,经过改性后的高分子液晶还可用于显示材料或信息记录材料;小分子胆甾型液晶已成功用于测定精密温度和痕量药品的检测,高分子胆甾型液晶材料在这方面的应用也正在开发之中。
从高分子液晶诞生到现在只有不到60年的历史,是一门很年轻的学科。
它的应用仍处于不停的开发之中。
虽然高分子液晶已取巨大成就,但目前对它的研究仍处于较低的水平。
Flory等用格子模型理论,Bosch等用分子理论方法高。
高分子液晶是近十几年迅速兴起的一类新型高分子材料,它具有高强度、高模量、耐高温、低膨胀系数、低成型收缩率、低密度、良好的介电性、阻燃性和耐化学腐蚀性等一系列优异的综合性能,作为液晶自增强塑料、高性能纤维、板材、薄膜及光导纤维包覆层,被广泛应用于电子电器、航天航空、国防军工、光通讯等高新技术领域以及汽车、机械、化工等国民经济各工业部门。
正是由于其优异的性能和广阔的应用前景,使得高分子液晶成为当前高分子科学中颇有吸引力的一个研究领域。
液晶是一类具有特殊性质的液体,既有液体的流动性又有晶体的各向异性特征。
现在研究及应用的液晶主要为有机高分子材料。
一般聚合物晶体中原子或分子的取向和平移都有序,将晶体加热,它可沿着2个途径转变为各向异性液体。
一是先失去取向有序而成为塑晶,只有球状分子才可能有此表现,另一途径是先失去平移有序而保留取向有序,成为液晶[2]。
近年来,高分子液晶的开发已成为当今高分子科学中的一个热门课题。
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高分子液晶材料的结构
高分子液晶材料是一种具有有序结构的聚合物材料,其结构是由高分子链和液晶基团组成的。
高分子液晶材料中的液晶基团是一种含有扁平或柔性环形结构的化学基团,它们具有高分子链的延展性和可塑性,并且能够在外界作用下改变其形状和排列方式。
这种液晶基团能够使高分子材料具有液晶相,即具有有序排列的分子结构。
液晶基团的结构可以分为两类:侧链型和主链型。
侧链型液晶高分子材料中,液晶基团通过共价键连接到高分子链上,使得高分子链的某些段具有液晶性质。
主链型液晶高分子材料中,液晶基团直接作为高分子链的一部分,整个高分子链都具有液晶性质。
高分子链是高分子液晶材料的另一个组成部分,它是由重复单元构成的聚合物链。
高分子链的结构和性质决定了液晶材料的力学性能和热性能。
常见的高分子链有聚酯、聚酰胺、聚醚等。
高分子链中的化学键有着不同的刚度和柔性,这会影响高分子链的可弯曲性和液晶相的稳定性。
高分子液晶材料在液晶相中具有特定的排列方式。
常见的排列方
式有列相、层相和体相。
列相是指高分子链在一个方向上有序排列,
形成柱状结构,这种排列方式适用于侧链型液晶高分子材料。
层相是
指高分子链在平面上有序排列,形成层状结构,这种排列方式适用于
主链型液晶高分子材料。
体相是指高分子链在三个维度上都有序排列,形成立体排列的结构。
高分子液晶材料的结构可以通过各种方法进行调控和改变。
其中
影响液晶相行为的因素包括高分子链的长度、侧链的长度和取向、高
分子链和侧链之间的作用力以及外界温度和压力等。
通过调整这些因素,可以改变高分子液晶材料的液晶相稳定性、相转变温度和机械性
能等。
高分子液晶材料由于其特殊的结构和性质,在光电、电子、光学、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
通过研究高分子液晶材料的结
构和性能,可以为其应用提供理论和实验依据,推动高分子液晶材料
的发展与应用。