第2章高分子结构-3

1、12.2.3 聚合物的液晶态聚合物的液晶态 液液 晶晶晶态向液态转变的中间态，它既保持了晶态的有序性，同时又具有液态的连续性和流动性 q低分子液晶有近百年的历史，低分子液晶有近百年的历史， 高分子液晶高分子液晶至至19501950年开始，研究集中在多肽类高聚物年开始，研究集中在多肽类高聚物上。自从杜邦公司利用液晶的特殊性能制上。自从杜邦公司利用液晶的特殊性能制成超高强度纤维成超高强度纤维KevlarKevlar以后，才引起人们以后，才引起人们的重视。的重视。 2a.a.近晶型近晶型 近晶型特点近晶型特点：二维有序，层状结构；棒状分子平行排列；棒状分子只能在层内活动。 b.b.向列型向列型 向列

2、型特点：向列型特点：一维有序，棒状分子平行排列，但长短不一。在外力的作用下分子易沿流动方向取向。 c.c.胆甾型胆甾型 胆甾型特征胆甾型特征：这类液晶中有许多是胆甾醇的衍生物，因此习惯上称为胆甾型液晶。层状结构；分子平行排列于层面；各层分子长轴依次扭转一个角度，旋转360度为一个周期。 2.2.3.1 2.2.3.1 液晶的分类液晶的分类 32.2.3.2 高分子液晶形成条件高分子液晶形成条件 q 小分子液晶形成的条件小分子液晶形成的条件 分子有一定的刚性分子有一定的刚性 分子具有棒状、盘状、板状等几何形分子具有棒状、盘状、板状等几何形状状 分子间要有适当大小的作用力以维持分子间要有适当大小的

3、作用力以维持分子的有序排列分子的有序排列4q 高分子液晶形成条件高分子液晶形成条件主链型液晶高分子主链型液晶高分子：介晶单元在主链上介晶单元在主链上 高分子链中必须含有介晶单元介晶单元 介晶单元与其它链节共同构成高分子链满足形成液晶相满足形成液晶相结构要求的棒状结构要求的棒状小分子小分子侧链型液晶高分子侧链型液晶高分子：介晶单元在侧链上介晶单元在侧链上5主链型液晶高分子主链型液晶高分子侧链型液晶高分子侧链型液晶高分子67主链型液晶结构模型892.2.3.3 高分子液晶的性能特点高分子液晶的性能特点高强度、高模量耐热性好尺寸稳定性好（线膨胀系数极小、成型收缩率低）耐腐蚀、耐老化阻燃性能优良102

4、.2.3.高分子液晶的用途高分子液晶的用途 纺制超高强度纤维：Kevlar49， 抗张强度达3103 Mpa1112 航空器材料航空器材料: :波音波音767767每架适用每架适用3 3吨吨Kevlar49Kevlar49复合材料复合材料 航天材料航天材料: : 火箭发动机外壳火箭发动机外壳; ;阿波罗登月飞船降落伞阿波罗登月飞船降落伞 防弹背心与头盔防弹背心与头盔: :能防护能防护200200米处步枪子弹米处步枪子弹 高性能缆绳高性能缆绳: :体育馆顶棚体育馆顶棚, ,海底电缆海底电缆, ,液化石油气船液化石油气船13 14热记录材料热记录材料1983年Shivaev等最早报道了利用侧链型液

5、晶（清亮点Tc=105）的热-光效应实现光储存。 15光储存材料光储存材料光记录型光记录型( (光致变色光致变色) )16显示材料胆甾型液晶具有一些独特的光学性质，如旋光性、圆偏光二向色性白光照射胆甾液晶相时，一部分波长的光通过，一部分被反射，这样就可以从反射光中看到彩色 波长随螺距而变，而螺距又极易受温度、压力、化学气氛、电磁场等改变而改变 用于彩色显示、变色温度计、温度警戒显示、检查皮肤癌或集成电路中的疵点等 172.2.4 聚合物的取向态聚合物的取向态2.2.4.1 取向取向取向在外力作用下分子链沿外力方向平行排列，称为取向。 18192.2.4.2 聚合物的取向过程 非晶态高聚物的取向

6、20 晶态高聚物的取向21 橡皮的取向222.2.4.2 研究取向的意义研究取向的意义 1.1.取向后材料表现为各向异性，性能也是如此。取向后材料表现为各向异性，性能也是如此。 2.2.取向后可提高材料强度、改善制品性能，取向后可提高材料强度、改善制品性能，指导成型加工具有实际意义。指导成型加工具有实际意义。 q合成纤维采用热拉伸工艺，是分子链取向来提合成纤维采用热拉伸工艺，是分子链取向来提高强度。涤纶强度可提高高强度。涤纶强度可提高5 5倍。倍。 q 链段取向使纤维制品容易收缩变形。为保持链段取向使纤维制品容易收缩变形。为保持纤维的弹性，一般需对纤维进行热处理，在纤维的弹性，一般需对纤维进行热处理，在保持分子链取向的同时，清除链段取向，使保持分子链取向的同时，清除链段取向，使纤维使用时不易收缩变形。纤维使用时不易收缩变形。 2022-2-2223q薄膜材料双轴拉伸，单轴取向易在垂直薄膜材料双轴拉伸，单轴取向易在垂直于取向方向撕裂于取向方向撕裂q战斗机透明机舱罩用有机玻璃制成。平战斗机透明机舱罩用有机玻璃制成。平板热空气穹形双向拉伸，使其耐冲击，板热空气穹形双向拉伸，使其耐冲击，不会发生整体碎裂。不会发生整体碎裂。242.2.5 高分子共混物的形态结构 高聚物的一种重要的改性方