无柔性侧链型液晶物理凝胶

01原理液晶物理凝胶的制备原理是凝胶因子在降温的通过非键作用自组装成三维网络结构，再通过毛细作用和表面张力将液晶“锚定”，从而限制了液晶的流动性，同时赋子其一定的力学稳定性。大多数无柔性间隔基侧链型液晶聚合物均有稳定的液晶性。去掉柔性间隔基的一个优点是使聚合物的合成将变得非常简单，另一个优点就是更加有利于主链和侧链液晶基元之间的相工作用，液品基元对于外界的刺激有若很敏感的响应，所以，可以通过外界的刺激来控制液品基元的取向，从而调控聚合物主链的取向。本文通过分子设计,合成了以聚丙烯酸为主链,联苯为液晶基元,氰基为末端基的无柔性间隔基侧链型液晶高分子,其分子结构式如下图所示。单体及聚合物的结构通过核磁氢谱(1HNMR)表征进行了确认,并采用凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物的分子量及其分布宽度进行了表征,测试结果表明聚合物的数均分子量为4.91×104,分布宽度为2.53。不同主链结构的无柔性侧链型液晶物理凝胶合成路线如下图02方法液体凝胶制备方法：将不同主链结构的聚合物有机凝胶因子和SCB液晶小分子加入到样品瓶中，加入碰子，加热搅拌，待样品溶解至完全澄清透明后，停止加热，将样品瓶静置冷却十分钟。将样品瓶倒立，如果液晶小分子SCB不发生流动，则说明形成了稳定的液晶物理凝胶。这里以质量分数3w%POACB/SCB液品物理凝胶的制备方法为例，用以说明液晶物理凝胶的制备过程:称取0.03g聚合物P0ACB以及0.97g液晶小分子5CB,将两者置于小玻璃瓶中，加入做子，搅拌加热。待聚合物完全浴解体系变为澄清透明溶液后取出磁子，将样品瓶室温静置冷却，得到白色不透明液晶物理凝胶。侧链型液晶聚合物的合成：取20mmx200mm的干净聚合玻璃管一只，向其中加入2.0g单体，再加入用DMF配置的浓度为0.01gmL'的AIBN溶液831μL,然后加入精制的DMF3.6mL,冷冻抽真空，解冻充入氮气，重复三次后，在真空状态下封管，再将聚合管放入70°C的恒温油浴锅中进行聚合反应，聚合完成后(通过聚合体系的粘度来判断)冷却聚合管，使聚合反应终止。然后用DMF将反应体系稀释，快速搅拌:下将聚合液加入到700mL乙醇中，沉淀，离心，真空干燥，得到目标聚合物。试管法:将装有一定质量液晶物理凝胶的试管加入到由于锅中，设计升温程序，将液晶物理凝胶加热到一定的温度，倾斜试管，若试管中的液晶物理凝胶发生流动，说明凝胶发生解缔，此时的温度定义为Tgs。如果凝胶不发生流动则继续升温。试管法测凝胶能力及热稳定性：在实验中我们将侧链型液晶聚合物凝胶因子和室温向列相液晶4'-正戊基-4-氰基联苯(5CB)置于测试样品瓶中，通过加热冷却法制备液晶物理凝胶。通过试管法研究了不同浓度下凝胶因子对5CB的凝胶定形能力，测试的结果如图Figure2所示。从图中可以看出随着凝胶因子在5CB中浓度的升高,液晶物理凝胶的凝胶-溶胶相转变温度(TGs)逐渐升高,即形成的液晶物理凝胶热稳定性更好。当凝胶因子的浓度达到6.0wt%时,液晶物理凝胶的凝胶溶胶相转变温度高达191°C,表现出良好的热稳定性。继续增加凝胶凝胶因子的含量,液晶物理凝胶的凝胶溶胶相转变温度基本保持不变,表明凝胶因子对分子液晶5CB的定形作用趋于稳定。03所需设备04结语实验里设计并合成了无柔性间隔基侧链型液晶高分子，并以其作