高分子液晶.pptx

高分子液晶物质的液晶态一些物质的结晶结构熔融或溶解之后虽然变为了具有流动性的液态物质，但结构上仍保存一维或二维有序排列，在物理性质上呈现各向异性，形成兼有部分晶体和液体性质的过渡状态，称为液晶态，而这种状态下的物质称为液晶。如4,4’-二甲氧基氧化偶氮苯：液晶高分子的分类主链型液晶高分子溶致型主链液晶高分子为了使液晶相在溶液中容易形成,溶致型液晶高分子中一般都会有双亲活性结构。在溶液中当液晶分子的浓度达到一定时,双亲性分子可在溶液中形成胶束,当液晶分子浓度进一步增加时,双亲性分子便可聚集形成排列有序的液晶结构。溶致型主链高分子主链上液晶基元一般含有芳环和杂环结构。热致型主链液晶高分子侧链型液晶高分子MLCP的合成聚酯的形成都是透過縮合反應(condensation)而來的。液晶高分子與一般聚酯不同之處在於所使用的單體含堅硬的芳香族環。由於MLCP很難找到適當的溶劑而且熔點甚高，所以，聚合的難度較高。通常都採用兩段式的熔融聚合方法；就是先以溶液聚合或熔融聚合的方式製成寡聚物，然後去除溶劑與單體；進而在略低於寡聚物的熔點下加入金屬鹽類觸媒，於高真空下進一步聚合成高分子量的聚合物。
另一種方法是低溫界面聚合法(Interfacialpolymerization)。這方法是用芳香族二元醇及芳香族二元酸的氯化物在水相與有機相的界面進行聚合反應；這種反應通常須加入相轉移催化劑(phasetransfercatalyst)，所使用的以第4級銨鹽或sulfonium居多。商業化的大量生產多採用第一種方法，而後者僅在實驗室使用。而前者也因為要達到較高的反應速率與分子量，而先將醇類以酸酐酯化後，再進行聚合.其反應式如下
除了使用二元酸與二元醇外，含酸醇基的芳香族化合物也可以是MLCP的單體，如para-hydroxybenzoicacid，PHB就是很多MLCP的主要原料。在實際的應用上，只使用芳香族的酸醇或酸胺的化合物所聚合出來的高分子是沒有多大的商業價值，因為這樣的產物的融點太高且不容易找到適當的溶劑，因而在加工上產生了很大的問題。所以，商業化的MLCP都是PHB與其它單體的共聚合物。

藉著各種共聚合的單體與不同的加料比例，可以保留液晶的性質又具有良好的加工性。表1裏面呈列了大多數的芳香族MLCP所使用的單體原料，這些原料中包括了不同結構的二元醇、二元酸與醇酸；不同的化學結構的單體會產生不同物理性質。為了得到所需的性質，可以就這些原料以適當的比例共聚合。介相元與液晶性質之關係介相元效應的比較長徑比的減小會使相轉移溫度下降且縮小液晶相的溫度範圍；如(M-4)比(M-3)有較低之Tm與Ti及較小∆T，因(M-4)的中間的苯環側邊接了一個苯環降低了介相元的長徑比；同理，(M-5)之相轉移溫度與∆T亦低於(M-6)。含1，12十二烷二酸間距基的聚酯液晶高分子，也獲至相同的結果(見表9之3)。官能基的影響：
此外，Antoun等人合成含十二烷間距基的聚酯及聚酯醚液晶高分子。他們發現以醚基與間距基相連者之熔點略高於以酯基與間距基相連者(見表9之4)。
又同為19Å介相元長度之(M-9)與(M-10)，所獲得LCP之相轉移溫度與∆T卻低於長度為15.5Å之(M-11)，這是因為三單元苯(terphenylgroup)較剛硬之故。

2.週邊基效應其中X為H，CH3，Cl，Br或苯環。實驗結果顯示只要有週邊基存在，熔點均至少下降60-70℃；但轉為等向性液體的溫度Ti則僅在有較大的苯環週邊基時才降低。所以，利用小分子的週邊基可獲得具有較大液晶相溫度範圍之MLCP。
其他使用共聚合的方式生產出的全硬節LCP的例子可以從表9之8看出。高分子V若含有60%的p-oxybenzoyl單體，其熔點為380℃，可以在400℃下使用射出機加工，但無法抽紗。高分子VI在單體組成為70%的p-oxybenzoyl與30%的p-phenylenenaphthalene-2,6-dicarboxylate時，熔點是所有組成中最低的。這從圖9之6可以很清楚的看出。各為20mole%時，熔點降為277℃。

如果將這組成中的naphthalene-2,6-dicarbonyl基全部用terephthaloyl取代，則熔點會遽升至超過500℃，變得難以加工；不過若取代量不超過60%時，熔點的提高並不太顯著。2,6-naphthalene基在降低硬節LCP的效果似乎相當顯著。這在圖9之6也可以從不同2,6-naphthalene醇酸基與p-oxybenzoyl基組成的LCP的熔點看出。高分子IX除了含有p-oxybenzoyl與2,6-naphthalene醇酸基外還引入了p-iminobenzoyl基，如此做減少了LCP分子結構的規則性與秩序度，所以，降低了熔點。在p-oxybe