高分子液晶论文

高分子应用及未来发展方向

西安科技大学 材料学院 任伟伟 1011020230 摘要 一些物质的结构受热熔融或被溶剂溶解之后，表观上虽然失去了固体物质的刚性，变成了具有流动性的液体物质，但结构上仍然保持着一维或二维有序排列，从而在物理性质上呈现出各向异性，形成一种兼有部分晶体和液体性质的过渡状态，这种中介状态称为液晶态，处在这种状态的物质称为液晶。 关键字 高分子 液晶 研究进展 应用

1 液晶的发现

从高分子科学本身来讲, 其历史短于液晶研究的历史, 早在1888 年奥地利植物学家F. Reinitzer就发现了液晶, 但直到1941 年Kar gin 提出液晶态是聚合物体系的一种普遍存在状态, 人们才开始了对高分子液晶的研究[ 6] 。1966 年, Dupo nt 公司首次使用各向异性的向列态聚合物溶液制备出了高强度、高模量的商品纤维—— Fibre B, 使高分子液晶研究走出了实验室。20 世纪70 年代, Dupont 公司的Kevlar 纤维的问世和商品化开创了高分子液晶的新纪元。接着, 美国人Economy 和前苏联的Plate和Shibaev 分别合成了热熔型主链聚酯液晶和侧链型液晶聚合物。20 世纪80 年代后期, 德国的Ringsdorf 合成了盘状主侧链型液晶聚合物[ 6] 。到目前为止, 高分子液晶的研究已成为高分子学科发展的一个重要方向。

2 液晶高分子的分类

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。研究表明, 形成液晶的物质通常具有刚性的分子结构, 同时还具有在液态下维持分子的某种有序排列所必需的结构因素, 这种结构特征常常与分子中含有对位次苯基、强极性基团和高度可极化基团或氢键相联系。

按照液晶相液晶高分子可分为:

向列型液晶( nematic liquid crystals) : 液晶分子刚性部分平行排列, 重心排列无序, 保持一维有序性, 液晶分子沿其长轴方向可移动, 不影响晶相结构, 是流动性最好的液晶。

近晶型液晶( smectic liquid crystals) : 在所有液晶中近固体晶体而得名。分子刚性部分平行排列, 构成垂直于分子长轴方向的层状结构, 具二维有序性。 胆甾型液晶( cholestic liquid crystals) : 构成液晶的分子是扁平型的, 依靠端基的相互作用平行排列成层状结构, 但它们的长轴与层面平行而不是垂直。在相邻两层之间, 由于伸出平面外的光学活性基团的作用, 分子长轴取向依次