第五章高分子液晶材料第1頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月液晶數(shù)字顯示第2頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

生活中的液晶顯示材料第3頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容液晶的研究歷程液晶的特點(diǎn)及分類液晶高分子分類主鏈型液晶高分子的合成（分子設(shè)計(jì)）液晶高分子的應(yīng)用第4頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ResearchmilestonesofLCPs1888奧地利植物學(xué)家萊尼茨爾（F.Reinitzer)

首次發(fā)現(xiàn)液晶1889德國(guó)物理學(xué)家萊曼（O.Lehmann)使用他親自設(shè)計(jì)，在當(dāng)時(shí)作為最新式的附有加熱裝置的偏光顯微鏡進(jìn)行了觀察，并提出“液晶”概念1923VorlanderD.提出聚合物液晶概念1937

在煙草花葉病毒的懸浮液中觀察到液晶相，溶液型液晶第5頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1937對(duì)液晶作出理論的解釋

Florytheorys根據(jù)膽甾醇的顏色變化設(shè)計(jì)測(cè)定表面溫度的溫度計(jì)發(fā)現(xiàn)向列型液晶的電光效應(yīng)（用電刺激液晶時(shí)，其透光方式會(huì)改變），開(kāi)創(chuàng)了液晶電子學(xué)，出現(xiàn)了數(shù)字、文字液晶顯示器件1970s各種商品化的熔融型液晶產(chǎn)品

Vectra(高強(qiáng)度纖維，Celanese公司)Xydar（Dartco）

X7G(Eastman)/autooo/renjijiemian/jishu/2008-01-10/45287.htmlResearchmilestonesofLCPs第6頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月奧地利植物學(xué)家萊尼茨爾測(cè)定有機(jī)物的熔點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)某些有機(jī)物（膽甾醇的苯甲酸酯和醋酸酯）熔化后會(huì)經(jīng)歷一個(gè)不透明的呈白色渾濁液體狀態(tài)，并發(fā)出多彩而美麗的珍珠光澤，只有繼續(xù)加熱到某一溫度才會(huì)變成透明清亮的液體。第二年，德國(guó)物理學(xué)家萊曼使用他親自設(shè)計(jì)，在當(dāng)時(shí)作為最新式的附有加熱裝置的偏光顯微鏡對(duì)這些酯類化合物進(jìn)行了觀察。他發(fā)現(xiàn)，這類白而渾濁的液體外觀上雖然屬于液體，但卻顯示出各向異性晶體特有的雙折射性。于是萊曼將其命名為“液態(tài)晶體”，這就是“液晶”名稱的由來(lái)。

液晶的發(fā)現(xiàn)第7頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1963年，RCA公司的威利阿姆斯發(fā)現(xiàn)了用電刺激液晶時(shí)，其透光方式會(huì)改變。5年后，同一公司的哈伊盧馬以亞小組，發(fā)明了應(yīng)用此性質(zhì)的顯示裝置。這就是液晶顯示屏（LiquidCrystalDisplay）的開(kāi)端。而當(dāng)初，液晶作為顯示屏的材料來(lái)說(shuō)，是很不穩(wěn)定的。因此作為商業(yè)利用，尚存在著問(wèn)題。然而，1973年，格雷教授（英國(guó)哈爾大學(xué)）發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定的液晶材料（聯(lián)苯系）。1976年，由SHARP公司在世界上首次，將其應(yīng)用于計(jì)算器（EL-8025）的顯示屏中，此材料目前已成為L(zhǎng)CD材料的基礎(chǔ)液晶分子形狀子構(gòu)造第8頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月CB（CholesterolBenzoate）:thefirstthermotropicliquidcrystal膽甾醇苯甲酸酯第9頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月N-(4-甲氧基亞芐基)對(duì)丁基苯胺(N-(4-Methoxybenzal)-p-butylaniline)第10頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月正戊基聯(lián)苯氰（4-Cyano-4-n-pentylbiphenyl

）第11頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第12頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月液晶Liquidcrystals(LCs)液晶是介于晶態(tài)和液態(tài)之間的一種熱力學(xué)穩(wěn)定的相態(tài)，它既具有晶態(tài)的各向異性，又具有液態(tài)的流動(dòng)性第13頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第14頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月液晶的特點(diǎn)形成液晶的物質(zhì)通常具有剛性的分子結(jié)構(gòu)。導(dǎo)致液晶形成的剛性結(jié)構(gòu)部分稱為致晶單元；分子呈棒狀或盤(pán)狀的構(gòu)象；

須具有在液態(tài)下維持分子的某種有序排列所必需的凝聚力；

這種凝聚力通常是與結(jié)構(gòu)中的強(qiáng)極性基團(tuán)、高度可極化基團(tuán)、氫鍵等相聯(lián)系的。第15頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（小分子）液晶的特征幾何形狀：棒狀或者盤(pán)形分子鏈柔順性：為保持其幾何形態(tài)分子具有剛性結(jié)構(gòu)第16頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月棒狀致晶單元盤(pán)狀致晶單元第17頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第18頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月液晶高分子定義：Polymersthatcanexhibitliquidcrystallinity

某些液晶分子可連接成大分子，或者可通過(guò)官能團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)連接到高分子骨架上。這些高分子化的液晶在一定條件下仍可能保持液晶的特征，就形成高分子液晶。

顯示出一般液晶分子的特點(diǎn)有聚合物的多性能以及多用途結(jié)構(gòu)復(fù)雜第19頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月構(gòu)成：致晶單元+高分子鏈致晶單元(mesogens)(rod-like,disk-likeelements)mustbeincorporatedintopolymerchains第20頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

與小分子液晶相比，液晶高分子具有下列特殊性：

1）熱穩(wěn)定性大幅度提高；

2）熱致性高分子液晶有較大的相區(qū)間溫度；

3）粘度大，流動(dòng)行為與一般溶液顯著不同高分子液晶的特點(diǎn)：從結(jié)構(gòu)上分析，除致晶單元、取代基、端基的影響外，高分子鏈的性質(zhì)、連接基團(tuán)的性質(zhì)均對(duì)高分子液晶的相行為產(chǎn)生影響第21頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月液晶高分子的分類第22頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

根據(jù)高分子鏈中致晶單元的排列形式和有序性的不同，高分子液晶可分為：近晶型、向列型和膽甾型。至今為止大部分高分子液晶屬于向列型液晶。

主鏈型液晶大多數(shù)為高強(qiáng)度、高模量材料側(cè)鏈型液晶大多數(shù)為功能性材料第23頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第24頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月向列型

—流動(dòng)性最好，熔融體或者溶液粘度最小，一維有序近晶型—最接近晶體的特性、粘度存在各向異性，二位有序膽甾醇型

—具有很高的旋光性，可以使白色光發(fā)生色散，有彩虹般的顏色第25頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月向列型液晶向列型液晶（Nematicliquidcrystals，N）在向列型液晶中，棒狀分子只維持一維有序。它們互相平行排列，但重心排列則是無(wú)序的。在外力作用下，棒狀分子容易沿流動(dòng)方向取向，并可在取向方向互相穿越。因此，向列型液晶的宏觀粘度一般都比較小，是三種結(jié)構(gòu)類型的液晶中流動(dòng)性最好的一種。第26頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月近晶型液晶第27頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月近晶型液晶（Smecticliquidcrystals，S）近晶型液晶是所有液晶中最接近結(jié)晶結(jié)構(gòu)的一類，因此得名。在這類液晶中，棒狀分子互相平行排列成層狀結(jié)構(gòu)。分子的長(zhǎng)軸垂直于層狀結(jié)構(gòu)平面。層內(nèi)分子排列具有二維有序性。但這些層狀結(jié)構(gòu)并不是嚴(yán)格剛性的，分子可在本層內(nèi)運(yùn)動(dòng)，但不能來(lái)往于各層之間。因此，層狀結(jié)構(gòu)之間可以相互滑移，而垂直于層片方向的流動(dòng)卻很困難。第28頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

這種結(jié)構(gòu)決定了近晶型液晶的粘度具有各向異性。但在通常情況下，層片的取向是無(wú)規(guī)的，因此，宏觀上表現(xiàn)為在各個(gè)方向上都非常粘滯。根據(jù)晶型的細(xì)微差別，近晶型液晶還可以再分成9個(gè)小類。按發(fā)現(xiàn)年代的先后依次計(jì)為SA、SB、……SI。近晶型液晶結(jié)構(gòu)上的差別對(duì)于非線性光學(xué)特性有一定影響。第29頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月膽甾型液晶第30頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月膽甾型液晶(Cholestericliquidcrystals，Ch)在屬于膽甾型液晶的物質(zhì)中，有許多是膽甾醇的衍生物，因此得名。但實(shí)際上，許多膽甾型液晶的分子結(jié)構(gòu)與膽甾醇結(jié)構(gòu)毫無(wú)關(guān)系。但它們都有導(dǎo)致相同光學(xué)性能和其他特性的共同結(jié)構(gòu)。

在這類液晶中，分子是長(zhǎng)而扁平的。它們依靠端基的作用，平行排列成層狀結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)軸與層片平面平行。第31頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

層內(nèi)分子排列與向列型類似，而相鄰兩層間，分子長(zhǎng)軸的取向依次規(guī)則地扭轉(zhuǎn)一定的角度，層層累加而形成螺旋結(jié)構(gòu)。分子長(zhǎng)軸方向在扭轉(zhuǎn)了360以后回到原來(lái)的方向。兩個(gè)取向相同的分子層之間的距離稱為螺距，是表征膽甾型液晶的重要參數(shù)。由于扭轉(zhuǎn)分子層的作用，照射在其上的光將發(fā)生偏振旋轉(zhuǎn)，使得膽甾型液晶通常具有彩虹般的漂亮顏色，并有極高的旋光能力。第32頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第33頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第34頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)產(chǎn)生液晶的條件溶致性液晶、熱致性液晶、壓致型液晶、流致型液晶等等。第35頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溶致性液晶和熱致性液晶熱致性液晶（ThermotropicLC）固體液晶各向同性液體熱冷熱冷

溶致型液晶（LyotropicLC）固體液晶各向同性液體+溶劑+溶劑-溶劑-溶劑第36頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月壓致型液晶和流致型液晶聚乙烯在某一壓力下可出現(xiàn)液晶態(tài)，是一種壓致型液晶聚對(duì)苯二甲酰對(duì)氨基苯甲酰肼在施加流動(dòng)場(chǎng)后可呈現(xiàn)液晶態(tài)，屬于流致型液晶第37頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)液晶高分子鏈特點(diǎn)

——主鏈型、側(cè)鏈型主鏈型Main-chainLCPs第38頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第39頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第40頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主鏈型液晶和側(cè)鏈型高分子液晶中根據(jù)致晶單元的連接方式和形態(tài)不同又有許多種類型第41頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第42頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第43頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月高分子液晶的分子結(jié)構(gòu)特征為什么可以形成液晶態(tài)？分子結(jié)構(gòu)在液晶形成過(guò)程中起著主要作用構(gòu)效關(guān)系第44頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

研究表明，能夠形成液晶的物質(zhì)通常在分子結(jié)構(gòu)中具有剛性部分，稱為致晶單元。從外形上看，致晶單元通常呈現(xiàn)近似棒狀或片狀的形態(tài)，這樣有利于分子的有序堆砌。這是液晶分子在液態(tài)下維持某種有序排列所必須的結(jié)構(gòu)因素。在高分子液晶中這些致晶單元被柔性鏈以各種方式連接在一起。第45頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月致晶單元結(jié)構(gòu)通過(guò)兩個(gè)苯環(huán)或脂肪環(huán)、芳香雜環(huán)，通過(guò)一個(gè)剛性結(jié)構(gòu)（X）連接而成阻止兩個(gè)苯環(huán)旋轉(zhuǎn)第46頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月-X-第47頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月端基R第48頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

致晶單元形狀對(duì)液晶形態(tài)的形成有密切關(guān)系。致晶單元呈棒狀的，有利于生成向列型或近晶型液晶；致晶單元呈片狀或盤(pán)狀的，易形成膽甾醇型或盤(pán)型液晶。另外，高分子骨架的結(jié)構(gòu)、致晶單元與高分子骨架之間柔性鏈的長(zhǎng)度和體積對(duì)致晶單元的旋轉(zhuǎn)和平移會(huì)產(chǎn)生影響，因此也會(huì)對(duì)液晶的形成和晶相結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用。在高分子鏈上或者致晶單元上帶有不同結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的基團(tuán)，都會(huì)對(duì)高分子液晶的偶極矩、電、光、磁等性質(zhì)產(chǎn)生影響。第49頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月影響高分子液晶形態(tài)和性能的因素

影響高分子液晶形態(tài)與性能的因素包括外在因素和內(nèi)在因素兩部分。內(nèi)在因素為分子結(jié)構(gòu)、分子組成和分子間力。外部因素則主要包括環(huán)境溫度、溶劑等。分子結(jié)構(gòu)：高分子液晶分子中必須含有具有剛性的致晶單元。剛性結(jié)構(gòu)不僅有利于在固相中形成結(jié)晶，而且在轉(zhuǎn)變成液相時(shí)也有利于保持晶體的有序度。第50頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在熱致性高分子液晶中，對(duì)相態(tài)和性能影響最大的因素是分子構(gòu)型和分子間力。分子間力大和分子規(guī)整度高雖然有利于液晶形成，但是相轉(zhuǎn)變溫度也會(huì)因?yàn)榉肿娱g力的提高而提高，使液晶形成溫度提高，不利于液晶的加工和使用?？刂茰囟仁切纬蔁嶂滦愿叻肿右壕Ш痛_定晶相結(jié)構(gòu)的主要手段第51頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第52頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

對(duì)于溶致性液晶，溶劑與高分子液晶分子之間的作用起非常重要的作用。溶劑的結(jié)構(gòu)和極性決定了與液晶分子間的親和力的大小，進(jìn)而影響液晶分子在溶液中的構(gòu)象，能直接影響液晶的形態(tài)和穩(wěn)定性。控制高分子液晶溶液的濃度是控制溶液型高分子液晶相結(jié)構(gòu)的主要手段。第53頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主鏈型溶致性高分子液晶的種類及合成主鏈型溶致性高分子液晶主要應(yīng)用在高強(qiáng)度、高模量纖維和薄膜的制備方面。第54頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）芳香族聚酰胺這類高分子液晶是最早開(kāi)發(fā)成功并付諸于應(yīng)用的一類高分子液晶材料，有較多品種，其中最重要的是聚對(duì)苯酰胺（PBA）和聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺（PPTA）。

1）聚對(duì)苯酰胺的合成

PBA的合成有兩條路線：一條是從對(duì)氨基苯甲酸出發(fā)，經(jīng)過(guò)酰氯化和成鹽反應(yīng)，然后縮聚反應(yīng)形成PBA，聚合以甲酰胺為溶劑。第55頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

用這種方法制得的PBA溶液可直接用于紡絲。第56頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

另一條路線是對(duì)氨基苯甲酸在磷酸三苯酯和吡啶催化下的直接縮聚。

其中，二甲基乙酰胺（DMA）為溶劑，LiCl為增溶劑。這條路線合成的產(chǎn)品不能直接用于紡絲，必須經(jīng)過(guò)沉淀、分離、洗滌、干燥后，再用甲酰胺配成紡絲液。

PBA屬于向列型液晶。用它紡成的纖維稱為B纖維，具有很高的強(qiáng)度，可用作輪胎簾子線等。第57頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第58頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第59頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月PPTA具有剛性很強(qiáng)的直鏈結(jié)構(gòu)，分子間又有很強(qiáng)的氫健，因此只能溶于濃硫酸中。用它紡成的纖維稱為Kevlar纖維，比強(qiáng)度優(yōu)于玻璃纖維。在我國(guó)，PBA纖維和PPTA纖維分別稱為芳綸14和芳綸1414。第60頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第61頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月強(qiáng)度是優(yōu)質(zhì)鋼材的5-6倍，模量是鋼材或玻璃纖維的2-3倍，韌性是鋼材的2倍，而重量?jī)H為鋼材的1/5。（芳綸1414的強(qiáng)韌性也使其裁切與加工異常困難，需要昂貴的專用工具）第62頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月芳綸1414的應(yīng)用軍工——防彈纖維（防彈頭盔等）高強(qiáng)度質(zhì)量輕的運(yùn)動(dòng)器材……要求高強(qiáng)度、耐拉伸、抗撕裂、防穿刺及耐高的場(chǎng)合，都是芳綸1414大顯身手的領(lǐng)域，具有不可替代的優(yōu)越性第63頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）芳香族聚酰胺酰肼

芳香族聚酰胺酰肼是由美國(guó)孟山(Monsanto)公司于上一世紀(jì)70年代初開(kāi)發(fā)成功的。典型代表如PABH(對(duì)氨基苯甲酰肼與對(duì)苯二甲酰氯的縮聚物)，可用于制備高強(qiáng)度高模量的纖維。第64頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月PABH的分子鏈中的N-N鍵易于內(nèi)旋轉(zhuǎn)，因此，分子鏈的柔性大于PPTA。它在溶液中并不呈現(xiàn)液晶性，但在高剪切速率下（如高速紡絲）則轉(zhuǎn)變?yōu)橐壕B(tài)，因此應(yīng)屬于流致性高分子液晶。第65頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）聚苯并噻唑類和聚苯并噁唑類

這是一類雜環(huán)高分子液晶，分子結(jié)構(gòu)為雜環(huán)連接的剛性鏈，具有特別高的模量。代表物如聚雙苯并噻唑苯（PBT）和聚苯并噁唑苯（PBO），用它們制成的纖維，模量高達(dá)760～2650MPa。順式或反式的PBT可通過(guò)以下方法合成。第66頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

反應(yīng)的第一步是對(duì)苯二胺與硫氰氨反應(yīng)生成對(duì)二硫脲基苯，在冰醋酸和溴存在下反應(yīng)生成苯并雜環(huán)衍生物，并經(jīng)堿性開(kāi)環(huán)和中和反應(yīng)得到2,5—二巰基—1,4—苯二胺。然后以2,5—二巰基—1,4—苯二胺和對(duì)苯二甲酸為反應(yīng)單體，縮聚得到PBT。第67頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）纖維素液晶

纖維素液晶均屬膽甾型液晶。當(dāng)纖維素中葡萄糖單元上的羥基被羥丙基取代后，呈現(xiàn)出很大的剛性。羥丙基纖維素溶液當(dāng)達(dá)到一定濃度時(shí)，就顯示出液晶性。羥丙基纖維素是用環(huán)氧丙烷以堿作催化劑對(duì)纖維素醚化而成。其結(jié)構(gòu)如圖所示。第68頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月羥丙基纖維素的結(jié)構(gòu)示意圖

第69頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月熱致性高分子液晶

主鏈型熱致性高分子液晶中，最典型最重要的代表是聚酯液晶。

1963年，卡布倫敦公司（CarborundumCo）首先成功地制備了對(duì)羥基甲酸的均聚物（PHB）。但由于PHB的熔融溫度很高（＞450℃），在熔融之前，分子鏈已開(kāi)始降解。所以并沒(méi)有什么實(shí)用價(jià)值。第70頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月減弱分子間力降低聚合物熔點(diǎn)減弱聚合物分子的規(guī)整度第71頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月70年代中期，美國(guó)柯達(dá)公司的杰克遜(Jackson)等人將對(duì)羥基苯甲酸與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）共聚，成功獲得了熱致性高分子液晶。1）對(duì)乙酰氧基苯甲酸（PABA）的制備PET/PHB共聚酯的制備包含了以下步驟：第72頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2）在275℃和惰性氣氛下，PET在PABA作用下酸解，然后與PABA縮合成共聚酯。第73頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3）PABA的自縮聚

從以上反應(yīng)式可見(jiàn)，產(chǎn)物是各種均聚物和共聚物的混合物。這種共聚酯的液晶范圍在260～410℃之間第74頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月PET/PHB共聚酯相當(dāng)于在剛性的線性分子鏈中，嵌段地或無(wú)規(guī)地接入柔性間隔基團(tuán)。改變共聚組成或改變間隔基團(tuán)的嵌入方式，可形成一系列的聚酯液晶。第75頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Vectra的合成Example:poly(p-oxybenzoate/2,6-oxynaphthoate)O

OHCOCH3

CO

OH

COCOCH3OABA

p-acetoxybenzoicacidANA2,6-acetoxynaphthoicacid第76頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

熱致性液晶聚合物(TLCP)在實(shí)驗(yàn)室被開(kāi)發(fā)的品種已達(dá)幾十例，但真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的并不多，下表列舉了已成功商業(yè)化的幾種主要TLCP的商品名、化學(xué)組成等。

已商業(yè)化的TLCP

商品名化學(xué)組成專利所有者生產(chǎn)廠商

EkonolPHBA/PPBP/TPACarborundum（美國(guó)）住友（1984，日本）

VectraPHBA/HNACelanese（美國(guó)）HoechetCelanese

（1985，德國(guó)）

美國(guó)是TLCP的主要生產(chǎn)國(guó)，其產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的80%第77頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月纖維力學(xué)性能比較纖維聚丙烯PET尼龍-6腈綸碳纖維典型液晶高分子EkonolVectraKevlar-1490.981.381.141.181.961.401.441.4722251923617106082213688200141模量/GPa理論實(shí)際密度/g/cm3強(qiáng)度/GPa理論實(shí)際1.31.3321.7212.15.33.83.2282.3第78頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)異的性能高強(qiáng)度高模量高耐熱

Xydar的熔點(diǎn)421℃，在空氣中560℃、在氮?dú)庵?67℃才開(kāi)始分解，其熱變形溫度高達(dá)355℃，可在-50～240℃連續(xù)使用，仍有優(yōu)良的沖擊韌性和尺寸穩(wěn)定性。極佳的阻燃性在不添加阻燃劑的情況下，TLCP材料對(duì)火焰具有自熄性，可達(dá)UL-94V-0級(jí)的阻燃性，在火焰中不滴落，不產(chǎn)生有毒煙霧…第79頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第80頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主鏈高分子液晶的問(wèn)題TemperatureproblemTm:toohighMeltingprocessibility:poor解決方法(分子設(shè)計(jì))共聚（降低分子間作用力；降低規(guī)整度）在聚合物剛性連中引入柔性段聚合單體之間進(jìn)行非線性連接基本思路：利用共聚的方法降低熔融溫度或增加溶解性第81頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Tm<340oC共聚采用多環(huán)芳烴替代苯以增大單體的橫向尺寸；或者在苯環(huán)的側(cè)面引入大取代基Tm<260oCnm第82頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第83頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第84頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在聚合物剛性鏈中引入柔性段

（增加分子鏈的熱運(yùn)動(dòng)能力從而降低聚合物的熔點(diǎn)）第85頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月聚合單體之間進(jìn)行非線性連接

（降低聚合物規(guī)整度，減小分子間力）第86頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第87頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第88頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月高分子液晶的表征

高分子液晶材料表征的重點(diǎn)是：是否存在液晶態(tài)；何種相態(tài)類型和相變溫度。常用方法有以下三種：第89頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

熱臺(tái)偏光顯微鏡法（polarizedopticalmicroscope

，POM）示差掃描量熱計(jì)法（DSC，DifferentialScanningCalorimetry）

X射線衍射法

核磁共振光譜法介電松弛譜法相容性判別法光學(xué)雙折射法高分子液晶的表征第90頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

根據(jù)液晶的定義，若觀察到某物質(zhì)有流動(dòng)性(或剪切流動(dòng)性)和光學(xué)各向異性(在POM下有雙折射現(xiàn)象，可觀察到各種彩色光學(xué)圖案，又稱“織構(gòu)”，“紋理”或“組織”)則可確認(rèn)存在液晶態(tài)和具有液晶性。通過(guò)觀察“織構(gòu)”和溫度的變化可以記錄該物質(zhì)的軟化溫度或熔點(diǎn)、液晶態(tài)的清亮點(diǎn)和各液晶相區(qū)的轉(zhuǎn)變溫度。從“織構(gòu)”可判斷該液晶的相態(tài)類型。熱臺(tái)偏光顯微鏡(POM)法第91頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第92頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第93頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月示差掃描量熱法(DSC法)第94頁(yè)，課件共106頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DSC法用途之一是為液晶高分子材料提供相轉(zhuǎn)變溫度數(shù)據(jù)。

DSC法用途之二是根據(jù)曲線圖上各轉(zhuǎn)變點(diǎn)的熱熔值可判斷液晶的類型。近晶相的有序性最高，故熱焓值最高，約為6