Бородина Мария, Х42БО



Дата21.12.2022
өлшемі3,66 Mb.
#163846
Байланысты:
16e27b05c99c2e2ce65e1eb2940fe0bc

Жидкокристаллические полимеры

Бородина Мария, Х42БО

Что такое жидкокристаллические полимеры?

Жидкокристаллические (ЖК) полимеры — это высокомолекулярные соединения, способные при определенных условиях (температуре, давлении, концентрации в растворе) переходить в ЖК-состояние, которое представляет собой равновесное фазовое состояние, занимающее промежуточное положение между аморфным и кристаллическим.

История открытия

Жидкие кристаллы были открыты в 1888г. Австрийским профессором ботаники Ф.Рейнитцером при исследовании синтезированного им нового вещества холестерилбензоата, являющегося сложным эфиром холестерина и бензойной кислоты.


Фридрих Рейнитцер

Типы жидкокристаллических полимеров

Типы жидкокристаллических полимеров


а- с мезогенными группами в основной цепи
б- гребнеобразные жк-полимеры

Типы мезофаз

ЖК полимеры образуют такие структурные типы мезофаз как: нематики (N), смектики (S) и холестерики (Ch) с характерным для них расположением мезогенных фрагментов – наличием только ориентационного порядка в нематиках (а) и слоевого порядка в смектиках (б). В холестерической фазе, образуемой оптически активными полимерами, реализуется спиральная структура, определяющая особые оптические свойства холестериков(в).

Жидко-кристаллические полимеры

Если полимеры переходят в ЖК состояние или мезофазу в результате термического воздействия (нагревания или охлаждения), их называют термотропными ЖК полимерами, если ЖК фаза образуется при растворении полимеров в определенных растворителях, их называют лиотропными ЖК полимерами.

Жесткоцепные полимеры

Основными структурными единицами жесткоцепных полимеров линейного строения являются ароматические (чаще всего бензольные или нафталиновые ядра), или гетероциклические, фрагменты, соединенные коллинеарно друг с другом с помощью таких мостичных группировок, как, например:

Получение полимеров

Жесткоцепные полимеры, образующие лиотропные ЖК растворы получают методами поликонденсации или сополиконденсации одинаковых или разных бифункциональных производных. Примеры синтеза ароматического полиэфира полигидроксибензойной кислоты (I) и поли-n-фенилентерефтальамида (торговая марка “Кевлар”1) (II)

Получение полимеров

Более сложная реакция получения гетероциклического полимера – поли-n-фениленбензобисоксазола (ПБО) протекает при взаимодействии аминопроизводного резорцина с терефталевой кислотой

Жесткоцепные полимеры образуют лиотропные ЖК системы, в таких высокополярных растворителях, как серная и хлорсульфоновая кислоты.

Получение полимеров

Термотропные ЖК полимеры с мезогенными группами в основных цепях обычно получают:

а)путем поликонденсации различных бифункциональных соединений, состоящих из жестких (мезогенных) (1) и гибких (2) фрагментов

б)путем сополиконденсации разнородных ароматических бифункциональных соединений

Получение полимеров

Наиболее эффективным вариантом методов а или б является использование в качестве одного из компонентов бифункционального соединения, выполняющего роль нарушителя линейного строения цепи. Примеры таких звеньев-нарушителей, имеющих объемные заместители (а), шарнирные атомы (б) и несимметричные группы (в), показаны ниже:

Получение полимеров

Гребнеобразные ЖК полимеров с боковыми мезогенными группами получают:

а)синтезом мономеров с ЖК (мезогенными) группами и их дальнейшей гомополимеризации или сополимеризации с мезогенными или немезогенными соединениями

б)присоединением молекул низкомолекулярных жидких кристаллов к полимерной цепи.

Во втором случае необходимо, чтобы вступающие в реакцию как полимер, так и мезогенные молекулы содержали функциональные группы (А и В), способные к взаимодействию.

В обоих случаях необходимо наличие развязки, разделяющей основные и боковые группы.

Получение полимеров

Примеры типичных стержнеобразных мезогенных групп показаны ниже:

Кроме того, мезогенные группы могут иметь и дискообразную форму. В качестве основных цепей макромолекул обычно используют полиакриловые, поливиниловые, полисилоксановые, в качестве гибких развязок – алифатические или оксиалифатические фрагменты.

Свойства жидкокристаллических полимеров

  • Низкая вязкость расплавов
  • Низкий термический коэффициент теплового расширения
  • Высокая огнестойкость
  • Высокие упругопрочностные свойства
  • Высокие трещиностойкость и ударная вязкость
  • Высокая деформационная устойчивость при нагреве
  • Химическая стойкость к агрессивным средам и растворителям
  • Низкое водопоглощение
  • Высокая устойчивость к УФ- и ионизирующим излучениям
  • Высокие оптические и диэлектрические свойства

Применение

  • Электронные соединители: волоконно-оптические кабели, носители микросхем, печатные платы и детали для поверхностного монтажа.
  • Здравоохранение: стерилизуемые лотки, стоматологические инструменты и хирургические инструменты.
  • Промышленные и потребительские: принтеры, копировальные аппараты, компоненты факсимильных аппаратов и корпуса бизнес-машин.
  • Химическая промышленность: насосы, расходомеры и гильзы клапанов.
  • Высокобарьерная реторта: пакеты, укупорочные средства, лотки и крышки.


Достарыңызбен бөлісу:




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет