4′-正-烷氧基联苯-4-甲酸的合成与表征

以对-苯基苯酚为原料，通过醚化，酰化和氧化反应，合成了一系列4′-正-烷氧基联苯-4-甲酸，化合物的结构通过元素分析，红外光谱，核磁共振波谱等方法确证，化合物3的液晶行为用示差扫描量热法（DSC），偏光显微镜（POM）表征，发现化合物3加热至各自的熔点以上都能形成液晶态，在液晶态可以观察到近晶相和向列相的典型织构。随分子中末端烷氧基碳原子数增加，化合物3的熔点（Tm）和液晶态的清亮点（Ti）呈规律性变化，近晶相范围和近晶相-向列相转变温度渐增，而向列相温度范围递减，至十二烷基时，仅呈现近晶性。     

联苯类液晶单体及其聚合物的合成、结构与性能

合成了4种液晶单体M1~M4和对应的聚合物P1~P4.所合成的单体及聚合物的结构与液晶性能通过了FT-IR,DSC,TGA,POM和XRD的表征.研究表明,单体M1和M2呈现互变向列相,M3呈现向列相和近晶A(SA)相、近晶C(SC)相和近晶B(SB)相,M4呈现向列相和单变SA相、SC相和SB相;聚合物P1和P2呈现向列相,P3和P4呈现SA相和向列相.末端为乙氧基的单体和聚合物比末端为乙基的单体和聚合物具有较高的熔点(tm)、玻璃化温度(tg)和液晶清亮点(ti).此外,端基柔性较好的化合物倾向于形成近晶相.聚合物P1~P4具有宽的液晶相温度范围和高的热稳定性.     

聚合物液晶的奇偶现象及其结晶行为

用直接缩聚法从4,4′-(1,4,7-三氧亚庚基)-二苯甲酸和4 4′-(α,ω-二氧亚烷基)-二苯酚合成了一系列芳香族聚酯(亚烷基碳数为2～6,10)。并对其结构进行了表征。采用DSC和偏光显微镜方法研究了聚合物的液晶行为。发现n=2～6的五个聚合物均具有热致型液晶行为。其中除n=4的聚合物具有近晶相和向列相两个中介相以外均呈向列型中介相。随着n的变化,聚合物液晶转交温度均呈现出奇偶现象,且为奇低偶高。液晶相温度范围在4和5之间出现最大值。本文还研究了热史对转变的影响。并用偏光显徽镜和X-衍射方法,发现此聚合物具有良好的结晶性,不易在淬火条件下保持液晶的织态结构。     

液晶性芳香醌化合物的合成

以1-溴代正烷烃、4-羟基-4′联苯基羧酸和氢醌为原料通过醚化、氧化和酯化反应,合成了一系列新的液晶性2,5-双[4′-(对烷氧基苯基)苯甲酰氧基]对苯二醌(化合物3).化合物3的结构通过元素分析、红外光谱和核磁共振波谱等方法确证,其液晶行为用示差扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(POM)表征.发现化合物3加热至各自的熔点以上都能形成液晶态.在液晶态可以观察到近晶相和向列相的典型织构.随分子中末端烷氧基碳原子数增加,化合物3的熔点(Tm)和液晶态的清亮点(Ti)呈规律性变化,近晶相范围和近晶相-向列相转变温度渐增,而向列相范围递减.     

新的液晶性酚类化合物的合成

合成了一系列新的液晶性酚类化合物,通过元素分析,ＩＲ,＾１Ｈ－ＮＭＲ和ＭＳ等测试手段对其结构进行了表征,采用ＤＳＣ和偏光显微镜等方法研究了它们的液晶性和相变温度,发现所合成的化合物有三种具有热致液晶性,其中两咱能形成向列相或近晶相液晶,并发现了这三种化合物的熔点和清亮点均随分子中末端烷氧基碳原子数的增加而降低。     

2,5-双[4′-(正-烷氧基联苯基)-4-碳酰氧基]对苯二本酚的合成

以4′-正-烷氧基联苯基-4-甲酸和2,5-二羟基苯醌为原料,通过酯化和还原反应合成了一系列新的液晶性2,5-双[4′-(正-烷氧基联苯基)-4-碳酰氧基]对苯二醌(化合物1)和2,5-双[4′-(正-烷氧基联苯基)-4-碳酰氧基]对苯二酚(化合物2).化合物2的结构通过元素分析、红外光谱和核磁共振波谱等方法确证,其液晶行为用示差扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(POM)表征.发现化合物2加热至各自的熔点以上都能形成液晶态,在液晶态可以观察到近晶相和向列相的典型织构.随分子中末端烷氧基碳原子数增加,化合物2的熔点(Tm)和液晶态的清亮点(Ti)呈规律性变化,近晶相范围和近晶相-向列相转变温度渐增,而向列相范围递减.     

2,5-双[4′-(正-烷氧基联苯基)-4-碳酰氧基]对苯二酚的合成

以4′-正-烷氧基联苯基-4-甲酸和2,5-二羟基苯醌为原料,通过酯化和还原反应合成了一系列新的液晶性2,5-双[4′-(正-烷氧基联苯基)-4-碳酰氧基]对苯二醌(化合物1)和2,5-双[4-′(正-烷氧基联苯基)-4-碳酰氧基]对苯二酚(化合物2).化合物2的结构通过元素分析、红外光谱和核磁共振波谱等方法确证,其液晶行为用示差扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(POM)表征.发现化合物2加热至各自的熔点以上都能形成液晶态,在液晶态可以观察到近晶相和向列相的典型织构.随分子中末端烷氧基碳原子数增加,化合物2的熔点(Tm)和液晶态的清亮点(Ti)呈规律性变化,近晶相范围和近晶相-向列相转变温度渐增,而向列相范围递减.     

2，5-双[4’-（正-烷氧基联苯基）-4-碳酰氧基]对苯二酚的合成

以4＇-正-烷氧基联苯基-4-甲酸和2，5-二羟基苯醌为原料，通过酯化和还原反应合成了一系列新的液品性2，5-双E4’-（正-烷氧基联苯基）-4-碳酰氧基]对苯二醌（化合物1）和2，5-双E4’-（正-烷氧基联苯基）-4-碳酰氧基]对苯二酚（化合物2）．化合物2的结构通过元素分析、红外光谱和核磁共振波谱等方法确证，其液品行为用示羞扫捕量热法（DSC）和偏光显微镜（POM）表征．发现化合物2加热至各自的熔点以上都能形成液晶态，在液品态可以观察到近晶相和向列相的典型织构．随分子中末端烷氧基碳原于数增加，化合物2的熔点（Tm）和液品态的清亮点（Ti）呈规律性变化，近晶相范围和近晶相一向列相转变温度渐增，而向列相范围递减．     

近晶相液晶彩色显示用着色剂(Ⅰ)——烷氧基苯氨基蒽醌衍生物的合成与性能

氨基蒽醌与4-溴苯烷基醚在硝基苯中以Cu/CuCl为催化剂,经Ullmann反应得到了8个烷氧基苯氨基蒽醌衍生物,产物通过核磁共振和质谱进行结构表征。将产物作为一种着色剂添加到特定的近晶相液晶中,测定其在后者中的溶解性、储存稳定性以及在液晶显示装置中处于遮盖(磨砂)或透明(清空)状态时的透光度和驱动速度。结果表明,这8个化合物在近晶相液晶中的溶解性都很好,遮盖(磨砂)与透明(清空)状态时的透光度比值也足够大,同时具有响应速度快的特点,可满足近晶相液晶彩色显示的要求。     

新型甲基丙烯酸酯类手性液晶单体及其聚合物的表征

制备了含薄荷基的三种甲基丙烯酯类单体(M1~M3)及聚合物(P1~P3),其化学结构通过了FT-IR和1H-NMR的表征;采用DSC,POM,XRD等研究了这些单体及聚合物的液晶性能,并利用紫外/可见/近红外光谱仪测试了手性单体的选择反射性质.研究表明:M1与P1均无液晶性,而M2与M3在升降温过程中都出现了液晶性和选择反射现象,其中M2呈现手性近晶相C相及胆甾相,M3仅呈现胆甾相;此外,随着液晶核刚性的增加或柔性间隔基长度的缩短,对应单体的熔点和清亮点均升高.除了P1,P2与P3均为互变热致液晶聚合物,呈现胆甾相的彩色织构,且其液晶相温度范围远大于对应单体的液晶相范围.     

温度对玻璃态胆甾相环硅氧烷液晶中分子分布的影响

研究了温度对玻璃态胆甾相环硅氧烷液晶中分子分布的影响。结果表明:在环硅氧烷液晶玻璃化转变温度附近(或以上)对其进行长期的热处理过程中,高度柔性硅氧烷主链链段的运动为介晶基元的运动提供了充分的自由空间;将玻璃态环硅氧烷液晶加热到清亮点温度以上,该液晶由各向同性流体迅速冷却时,只形成取向有序排列;含有对-烯丙氧基苯甲酸胆固醇酯(手性小分子液晶)的玻璃态环硅氧烷液晶在一定温度下进行辊压取向处理时,形成树枝状分叉的粘性指延结构,常温辐照不会破坏该结构。     

4-烷基-1-(4’-氯苯基)-环己烷液晶的合成──宽相变温度液晶研究之一

本文报导了用环己烷、酰氯和氯苯反应，两步反应合成４－烷基－１－（４’－氯苯基）－环己烷液晶。研究了反应历程，确定了产量取决于催化剂和反应条件。制备了两种液晶化合物，其化学结构用红外光谱、质谱、核磁共振谱等测定，中介相特征用差示扫描量热仪确定。     

温度对光子晶体滤波特性影响的研究

在液晶缺陷的光子晶体电调谐滤波器中,温度变化对滤波特性产生影响.用传输矩阵法给出了光子晶体的透过率公式,就温度对透射谱的影响进行了数值计算.结果表明,温度改变时,光子晶体的透射峰高度、透射峰的位置以及带宽都随之变化.通过镀上电阻对温度敏感的薄膜,可消除温度对滤波特性的影响.     

Brij 97/H2O/离子液体体系层状液晶的研究

利用小角X射线散射和小幅振荡实验研究了Brij97/H2O/bmim-BF4和Brij97/H2O/bmim-PF6体系层状液晶的微观结构和动态流变性质。结果表明两层状液晶体系分别表现gel-like和fluid-like的动态流变行为,而且bmim-PF6和bmim-BF4增溶在液晶结构的不同位置。     

Brij97／H2O／离子液体体系层状液晶的研究

利用小角X射线散射和小幅振荡实验研究了Brij97／H2O／bmim-BF4和Brij97／H2O／bmim-PF6体系层状液晶的微观结构和动态流变性质。结果表明两层状液晶体系分别表现gel-like和fluid-like的动态流变行为，而且bmim-PF6和bmim—BFd增溶在液晶结构的不同位置。     

Solitons and production of defects in flow-aligning nematic liquid crystals under simple shear flow

The production of defects in flow-aligning nematic liquid crystals under simple shear flow is analyzed by linear stability analysis based on Leslie-Ericksen theory. It is pointed out that the equation of motion of the nematic director under simple shear flow conforms to the driven over-damped sine-Gordon equation and has a soliton solution of amplitude π. It has also been shown that the stationary state with the director uniformly oriented at a Leslie angle is only a metastable state and that the potential, which governs the motion of the director, has infinite numbers of stable stationary states. Therefore, the defects, appearing as a stable solitary solution, can be nucleated from a uniformly aligned flow-aligning type of nematic liquid crystal by shear flow. On the other hand, the bands with long axis parallel to the vorticity axis, appearing as an unstable solution, can be observed as transient patterns at low shear rate and low shear strain value. The theoretical predictions are compared with previous experimental observations.     

新型环三藜芦烃衍生物的合成及其热致液晶行为的研究

设计了先关环再衍生的方法,合成了系列外围含不同反应性官能团的新的环三藜芦烃(CTV)衍生物.利用1HNMR、13C-NMR、元素分析、质谱等对合成的CTV衍生物进行了结构表征.研究表明,分子间作用力增大会导致CTV衍生物的热致液晶性减弱,结晶性增强.合成的CTV-A具有热致液晶性;CTV-D和CTV-E由于氨基的存在产生了较强的分子间氢键作用,既形成了热致液晶态,又发生冷结晶;而CTV-B和CTV-C由于含有羧基、羰基、羟基或氨基等,分子间作用力强,只出现冷结晶,不能形成热致液晶.研究发现,通过外围基团的分子设计,调节氢键能力或柔性间隔基,可调节分子间作用力和熵的大小,从而控制CTV衍生物的热致液晶性.     

单轴向列相液晶予倾角的测量

针对在实验室中测量单轴向列相液晶予倾角实验装置比较复杂,而且测量精确度较低问题,为实验室中单轴向列相液晶予倾角设计了两种方法,分别解决了实验操作复杂和精确度较低的问题.     

液晶近晶A相层状结构的统计理论

根据液晶分子的统计理论模型，讨论了近晶A相分子质·C层状分布的状态特征。     

宽温度液晶的合成

４．４’－双－（反式－对正戊基环己基）联苯（５ｃｐｐｃ５）具有熔点低，清亮点高的特点；因此，它的中介相温度很宽。本文提出一种通过三步反应合成５ｃｐｐｃ５的新路线，详细地讨论了这种液晶的合成方法以及有关影响反应的因素，并用红外、核磁、紫外、质谱等方法测定了该液晶的化学结构．研究了该化合物的热力学性质和偏光织构图。