高分子液晶

３、组合型液晶高分子 主链和侧链都存在刚性部分
甲壳型液晶 周其凤等人于1987年设计合成一种新型液晶聚合物。液晶基元从侧面连接到主链上，
它们之间没有或者只有很短的连接基团，因为液晶基元体积庞大而且刚性强，主链周围的 密度很大，因而液晶基团就会在主链周围形成一个夹套。
特点：从化学结构上与侧链型相似，而异于主链性，从链刚性上又与主链型相似。
什么是液晶？
众所周知，凡是物质均有三态：固态、液态、气态
液晶是一种介于液态和晶态之间的有序态。它有不完全的取向长程有序和
位置有序。因此，液晶既有液体一样的流动性，也有类似晶体的各相异性。
液晶和聚合物的交叉产生了液晶聚合物。它综合两者的特性，即具 有液晶基元和高的分子量，因此，表现出卓越的各向异性物理性质以及 加工方便和分子设计的任意性。所以说，液晶聚合物传承了其“父母”
盘状液晶
Chandrasekhar 等人第一个发现，盘状分子可以形成很多新的相形态，不能 简单归为向列相或者近晶相。
盘状分子像一大堆硬币堆垛一样进行自组装，它们相互重叠起来形成一束束分子柱，然后 柱子排列成二维织构，通常是六方点阵。盘状向列相、六方柱状相、矩形柱状相盘状向列相、 六方柱状相、矩形柱状相
近晶相B
目前已经确定了两种 SB 相，在 SB 相中，分子垂直于近晶层面，且是三维晶体， 在层面内大致呈规则的六角排列，从而具有在层内的二维短程位置有序，层间一维有 序但关联性较弱
近晶相D
SD 相产生在 SC 和 SA 之间或者 SC 和各向同性相之间。织构的形成机理和分 子排列的细节现在尚不清楚，可能是形成胶束型，目前只有4种物质具有 SD 相。
的 个性，同时也拥有他们所没有的独特特征。
高分子液晶的分子理论
大分子在固态只有很小的晶体微区,它们或多或少被无定形间隙分开。在 溶液或熔体中，它们形成无规则线团。为了产生液晶分子排列，高分子必须 由介晶单元和间隔基组成，前者能使分子间和分子内相互作用有序化，后者 提供必要的柔性
高分子液晶的理论基础是Flory在50年代奠定的
2、溶致型液晶： 液晶相的存在依赖于一种组分（如:水、油、表面活性剂）在另一种 组分中的浓度。
聚合物液晶分子特征分类
研究表明，能形成液晶的物质分子通常由刚性和柔性两部分组成，刚性部分多由芳香和脂肪型 环状结构构成，柔软部分多由可以自由旋转的σ 键连接起来的饱和链构成 １、主链液晶高分子
刚性部分位于分子的主链上
向失。
分子长轴方向有
向列相中分子排列图
棒状向列相液晶是最简单的液晶相态。在这一相态下，液晶分子在整个分子内保 持有序取向，也就是说，液晶分子彼此倾向于相互平行排列
近晶相
近晶相中层与层之间关联性比较小，彼此间很容易滑移。层的一致性很容易被破坏，但 层与层之间的空隙很难破坏。SA 在光学是单轴的，如果SA 层中分子是均一择优排列的， 那么，光学显微镜很难把它与均一择优排列的向列相区分开来。
液晶聚合物的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ类
高分子液晶的形成构成（材料通过不同形式表现液晶相。） 1、热致型液晶：温度的改变而产生液晶相。
热致型液晶相是对一定材料升温使之部分熔化而得到的。它的组成 只有一种物质，大部分是有机物，在高温时是各向同性的液体，低 温时是结晶的固体。液晶相可以从其雾浊的外观区别于液体，从其 流动性区别于晶体。
特点：液晶基元很难卷曲 高强度链 优良的力学性能；大 Tm通常高于分解温度 没有熔化过 程 ２、侧链液晶高分子
刚性部分位于分子的侧链
特点：a) 力学性能，热力学和流变性质：与传统聚合物相似 b)光学性、介电性和磁性 :各向异性与小分 子液晶相似。问题：转换时间比小分子液晶要长的多 。聚合物运动受限。
高 分 子 液晶
液晶导论
液晶相的发现
液晶研究开始于1888年。当年，奥地利植物学家 Friedrich Reinitzer 观察到一个奇怪的现象：即 对胆甾醇苯甲酸酯固体进行加热时发现有两个熔 点。在他的实验中，加热固体样品时可以观察到 晶体变为雾浊的液体；当他进一步升高温度时， 雾浊的液体突然变成清亮的液体。后来，德国物 理学家 Otto Lehmann 用带有热台的偏光显微镜 做了细致的观测，并赋予这一物质形态以新的名 称--液晶 (1900)。
高分子液晶的性能分析与合成方法
由于液晶分子的有序性排列，液晶物物质具有许多非晶态物质所没有的重要性质， 小分子液晶经过高分子化，由于聚合物链的影响，许多原有的物理化学性质也要发生 相应变化。 1、溶液型高分子液晶
Nano-Structures
Body centered tetragonal
近晶相E 近晶相E具有三维的晶体织构，属于斜方晶系，分子呈鲱鱼鱼骨形排列。
近晶相 F SE此相可以认为是六元 B 相的倾移。SF 相有两种类型，手性和非手性。非手 性 SF 相具有底心单斜织构，面内有短程位置有序，但层与层之间的关联较弱 甚至没有。在手性 SF 中螺
胆甾型液晶
1898年，Reintzer 发现手性的胆甾醇苯甲酸酯，从而迈进了液晶领域。在向列 相中加入手性分子，就会变为空间修饰的胆甾相，也就是扭曲向列相。胆甾相的 中，分子分层排列，分子躺在层中，层与层平行，在每一层中和向列相中一样排 列，只是指向矢以恒定的倾斜角扭转。
⑴~⑷属主链型液晶； ⑸~ ⑻属侧链型液晶； ⑼~⑿属组合型液晶
香蕉型液晶聚合物
1996年，Takezoe 等人第一次报道了弯曲形分子以及它们的液晶性。从那时起， 国际上有许多课题组开始了这种新材料的研究。
J. Mater. Chem. 6（7），1231（1996）
按液晶的形态分类
向列相是液晶相最简单的相态。 液晶分子彼此倾向于平行排列， 平行排列的从优方向称之为指
近晶相C
SC 相是光学双轴性的，在锥光显微镜下观察，可以看到典型的双轴性叉子。和 SA 相 一样，在 SC 相中也能看到焦锥扇区，同时还可以看到 SC 其它的织构。它们的不同
之处在于 SC 的分子轴不是垂直于层面的，而是有一定倾斜角度的。
如果分子指向失垂直于分子的排列层面，那么我们称之为 近晶相液晶；如果指向失与层面的夹角不是90?