液晶高分子

O ClC
O CCl + H2N
O CNHNH2
O
O
C
CNH
O CNHNH2 n
PABH分子链中的N-N键易于内旋转,分子链的柔性大于PPTA。它 在溶液中并不呈现液晶性，但在高剪切速率下则转变为液晶态，属于流 致型高分子液晶。适用于制作作抗冲击性材料（如飞机制动装置、安全 带和弹道保护装置等）、复合材料及轮胎帘子线等。
O ClC
O CCl + H2N
NH2
O
O
C
C NH
NH n
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主链型液晶高分子
结构和性能特点:
刚性的苯环,强极性的酰胺键，结构对称，排列规整。 高比强度（是钢丝的5~6倍），高比模量（是钢丝的2~3倍），高 耐磨、高抗撕裂，分解温度超过 560 ℃ ，在-196 ℃至204℃范围内 可长期使用。拉伸强度和分解温度高于PBA纤维。
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液晶及液晶高分子简介
2. 根据分子排列的形式和有序性的不同:
近晶型
向列型
胆甾型
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3. 按液晶单元在高分子链中的位置 液晶基元:液晶分子中的刚性和有利于取向的结构。
主链型液晶: 侧链型液晶:
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主链型液晶高分子
四. 主链型液晶高分子
1. 溶致液晶高分子 （1）芳纶 聚对苯甲酰胺（ PBA ）
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液晶及液晶高分子简介
三. 液晶高分子的分类
1. 按照液晶的形成条件不同:
热致液晶：依靠温度的变化,在某一温度范围形成的液晶态物质。 溶致液晶：依靠溶剂的溶解分散，在一定浓度范围内形成的液晶态
物质。 场致液晶：在外力场（压力、流动场、电场、磁场和光场等）作用
下形成的液晶。例如聚乙烯在压力作用下可出现液晶态，是一种压 致型液晶。聚对苯二甲酰对氨基苯甲酰肼在施加流动场后可呈现液 晶态，因此属于流致型液晶。
第一个溶致液晶高分子,20世纪60年代杜邦公司Kwolek首先 制得，1966年实现商品化生产。
H 2 N
C O O H
N H
C O n
PBA属于向列型液晶,用它纺成的纤维称为B纤维，具有很高 的强度，可用作轮胎帘子线等，在我国称为芳纶14。
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主链型液晶高分子
聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）
以六甲基磷酰胺（HTP）和N-甲基吡咯烷酮（NMP）混合液为 溶剂,对苯二甲酰氯和对苯二胺为单体进行低温溶液缩聚而成。1972 年，杜邦公司首先实现商品化生产。在我国称为芳纶1414。
应用领域:
飞机、导弹、火箭上的复合材料； 防弹衣、赛马服、赛车服； 高性能绳索,高性能支撑材料； 体育用品（网球、羽毛球拍等）。
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Hale Waihona Puke Baidu
主链型液晶高分子
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主链型液晶高分子
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主链型液晶高分子
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主链型液晶高分子
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主链型液晶高分子
（2）芳族聚酰胺酰肼
芳族聚酰胺酰肼是由美国孟山都(Monsanto)公司于上世纪70年代 初开发成功的,典型代表如PABH(对氨基苯甲酰肼与对苯二甲酰氯的缩 聚物) 。
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液晶及液晶高分子简介
液晶高分子的发现、发展:
1937年Bawden（英国植物生理学家）在研究烟草花叶 病毒时,发现其悬浮液具有液晶的特性。这是人们第一次 发现生物高分子的液晶特性，
1950年，Elliott与Ambrose第一次合成了高分子液晶， 溶致型液晶的研究工作逐渐展开。
50到70年代，Dupont公司先后推出了PBA、Kevlar等 液晶高分子，其中Kevlar 于1972年实现工业化生产。
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液晶及液晶高分子简介
二．液晶、液晶高分子的发现
1888年奥地利植物学家莱尼茨 尔（F. Reinitzer）在研究胆甾醇苯 甲酯时首先观察到液晶现象。
在145℃时,转变为有光彩的混浊液体（各向异性），加 热至179℃时，转变为透明的的液体（各向同性）。
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液晶及液晶高分子简介
1888年3月14日莱尼茨尔 给德国物理学家 Lehmann写 信,这封信开启了液晶发展的 序曲。
《功能高分子材料》第七讲
液晶及液晶高分子简介
一．液晶基本概念
液体:物理、化学等性质不因方向的不同而变化（各向同性）。 晶体：沿晶格的不同方向,原子排列的周期性和疏密程度不尽相同， 导致晶体在不同方向的物理、化学特性也不同（各向异性）。 液晶:受热熔融或溶解后,虽然具有液态物质的流动性（各向同性）， 但仍然保留着晶态物质分子的有序排列（各向异性），是一种兼 有晶体和液体性质的中间相态。
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主链型液晶高分子
（3）聚苯并噁唑（PBO）
O ClC
O CCl + H2N
NH2
O
O
C
C NH
现在人们公认Reinitzer和Lehmann 两位科学家是液晶科学的创始人。
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上世纪60年代,美国Fergason根据胆甾 型液晶的颜色变化设计了测定物体表面 温度的产品。
1963年，RCA公司的海尔迈耶及其他 研究人员发现一些液晶材料具有特殊的 光电效应。
1968年，RCA公司利用液晶的这种性 质发明了显示装置，这就是液晶显示屏 （Liquid Crystal Display）的开端。 但很不稳定，作为商业利用，尚存在许 多问题。
[ ……温度下降,样本显现蓝紫色，随即一闪即逝，紧跟着实验样品呈 现牛奶般的混浊，但是还是流体状态，当温度继续下降，蓝紫色再次 出现，但是很快消失，接着样品形成白色结晶状的固体。]
每一本液晶教科书都会提到这封信,感谢上帝，这一切 环环相扣没出半点差错，雷曼顺利收到信件，否则文明的 时钟还要向后拨好几圈。
George Heilmeier （1936-2014）
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1973年,格雷教授（英国哈尔大学） 发现了稳定的联苯系液晶材料。
1973年，SHARP公司成功发明液晶 显示电子计算器。
1987年， SHARP公司开发出第一台 3英寸液晶显示电视机。
1988年，SHARP公司成功研制全球 第一台14英寸彩色液晶显示器，开创 了LCD新时代。
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液晶及液晶高分子简介
1889年,雷曼使用他亲自设计的当时最 新式的附有加热装置的偏光显微镜对这种化 合物进行了观察。发现白而浑浊的液体外观 上虽然属于液体，但却显示出各向异性晶体 特有的双折射性。于是雷曼将其命名为“液 态晶体”，这就是“液晶”的由来。
Otto Lehmann （1855-1922）