星型含硅希夫碱液晶化合物的合成与性能研究

【摘要】星型的含硅希夫碱液晶具有许多不同于传统液晶的良好性能，既有液晶分子的各向异性等特征，又具有有机硅化合物的耐老化、电气绝缘等特性。本文设计合成了6种未见报道的希夫碱型以硅为中心的星型液晶化合物，既含有足够的刚性成分，又含有适当的柔性链段，这种结构不仅会使液晶化合物的熔点降低，低于其热分解温度，还能观测到稳定的液晶态。通过红外光谱对所合成的产物结构进行确认，然后利用热台偏光显微镜和示差扫描量热法表征产物的液晶性。1.合成希夫碱化合物，然后与氯乙醇发生取代反应，最后接到甲基三氯硅烷上合成新的液晶化合物。通过红外光谱对液晶化合物的结构进行表征，利用示差扫描量热仪和偏光显微镜测试系列产物的不同液晶性能。研究结果为：端基为硝基的希夫碱液晶化合物的液晶相变范围为180℃~223℃，出现片状、棒状的近晶相液晶织构；端基为磺酸的液晶化合物的液晶相变范围为208℃~253℃，出现片状的近晶相液晶织构；端基为甲基的液晶化合物的液晶相变范围为191℃~223℃，出现了片状的近晶相液晶织构。星型化合物3a，3b，3c均属于近晶型液晶。2.合成希夫碱化合物，然后将对羟基苯甲酸与氯乙醇通过取代反应合成4-(ω)-羟乙氧基苯甲酸，然后接到甲基三氯硅烷上，最后与希夫碱化合物通过酯化反应合成新的液晶化合物，利用红外光谱对液晶化合物的结构进行表征，通过示差扫描量热仪和偏光显微镜测试系列产物的不同液晶性能。结果表明：星型化合物5a在149℃～243℃两个温度范围内出现了片状的近晶相液晶织构；星型化合物5b在151℃~174℃~249℃的温度范围内出现了锥状、纹影这两种向列相的织构；星型化合物5c在165℃~254℃的温度变化过程中也出现了锥状、纹影两种向列相的织构，星型化合物5a、5b、5c分别为近晶型液晶、向列型液晶和向列型液晶。研究表明：改变端基分子可能对液晶化合物的晶型产生一些影响，同时会影响液晶的织构信息；相转变温度是端基极性不同、氢键、空间效应三者的相互作用；星型液晶端基极性大的物质的液晶相变区间比端基极性小的宽，基元越长，液晶相变区间越宽。
【作者】杨宁；
【导师】高建峰；
【作者基本信息】中北大学，无机化学，2014，硕士
【关键词】星型液晶；甲基三氯硅烷；希夫碱；相变温度；液晶织构；

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