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为了适应液晶显示技术的发展,研发综合性能较好的大光学各向异性化合物是液晶材料研究的重要课题之一。
论文通过钯催化偶联反应合成了十一个系列74个全新的环己基炔类液晶化合物,利用元素分析、气相色谱、液相色谱等方法分析了化合物的纯度,利用红外光谱、核磁共振和质谱等分析手段对化合物的结构进行了鉴定。在合成实验中,研究了反应物分子结构,反应物配比对钯催化偶联反应速率及反应产率的影响,首次发现钯催化偶联反应中的取代反应,对观察到的实验现象给出了理论上的分析和解释。
用偏光显微镜观察织构的方法初步确定了全部目标化合物的相序和相变温度,通过DSC分析对化合物的相序和相变温度进行了确认,并测定部分化合物的热焓;用热重分析仪测定了部分化合物的热分解温度。从末端烷基链、刚性部分对称性、环己基环和苯环的可极化性差异、分子的长径比、分子的极性等方面研究了分子结构与液晶相变性能的关系,首次发现在极性基团及分子宽度基本不变时,液晶分子刚性部分的增长并不总是导致其熔点升高。
用配有水浴和温控设备的阿贝折射率仪测量混合液晶的折射率,得到光学各向异性值,再用外推法求得目标化合物的光学各向异性数据,其中十个系列液晶化合物的光学各向异性△n值大于0.27。利用所测数据讨论了分子的共轭程度及大小对分子光学各向异性的影响。
用电场法确定了部分含氟环己基炔类液晶分子的介电各向异性,讨论了介电各向异性与分子极性和分子大小的关系。
综合液晶相变、光学各向异性、介电各向异性及溶解性等参数确定了部分综合性能较好的能用于大光学各向异性液晶显示的新化合物。