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利用氢键、离子间相互作用、电荷转移相互作用、疏水作用和范得华力等次价键可用于超分子液晶的组装或直接导致扩展液晶基元的形成,最近成为前沿领域的一个研究热点。利用氢键相互作用是在超分子液晶领域中研究得最多的。在本文中,我们将一类新合成的T-shaped液晶基元成功的引入了侧链高分子中,采用熔融组装的办法和成了一系列的侧链据丙烯酸酯超分子液晶。
我们首先合成了一系列氢键受体,即2,6-二(4-甲养基苯甲酰胺基)吡啶(1b),2,6-二(4-己氧基苯甲酰胺基)吡啶(1a),并实验了与带有高分子侧链官能团的小分子化合物,即4-甲氧基苯甲酸(2a),4-正己氧基苯甲酸(2b),组装成超分子液晶。DSC与POM的结果表明1a/2系列的复合物就是新型的含T型液晶基元的超分子液晶。1b/2系列的复合物,表现出明显的过冷现象,而且在第二次以及以后的加热中有冷结晶放热峰。
然后,我们合成了一系列聚4-(n-丙烯酰氧基烷氧基)苯甲酸(PAnBA,n=0,2,6)。我们首先采用了溶液法组装。1b/PAnBA系列复合物的热力学性质比较复杂,出现玻璃化转变和冷结晶现象。1a/PAnBA系列复合物从DSC结果上看好像呈现液晶行为,但在POM下无法观察到相应的液晶织构,表现为相分离状态。
我们经过摸索,采用了熔融法组装,即,将计量称取的聚合物与组装单体在真空管中N2气氛下加热到熔融状态,保持一小时使熔体充分混匀。1/PA6BA系列和1a/PA2BA表现出液晶行为,其结果得到了POM的支持。液晶区间从1b/PA6BA的1.9℃,1a/PA2BA的2.7℃扩展至1a/PA6BA的13.1℃。我们得出结论,PAnBA的间隔基和2,6-二氨基吡啶单体两端的烷基链的长度越长,复合物液晶的热稳定性越高。
在进行液晶实验的摸索的同时,我们又进行了具有超支化嵌段的双亲水性嵌段共聚物(DHBC)影响羟基磷灰石结晶的实验。
我们合成了以聚乙二醇为亲水链段,超支化部分为亲瓷链段的双嵌段(PGn,n=1,2,3)和三嵌段共聚物(GnPGn,n=1,2,3),并对超支化部分的羟基官能团进行了羧基化和磷酸单酯化的修饰。以这些聚合物为高分子添加剂,参加羟基磷灰石的生成过程。大多数仍为羟基磷灰石的晶型,但是微观形貌已发生较大变化,从边缘尖锐的片状或针状晶粒转变为边缘被钝化的小球状或短棒状晶粒。我门尝试对此结果进行了解释。对于晶型发生变化的样品,其生成机制仍不清楚,需要进一步研究。