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含氮、硫侧链液晶高分子的合成、表征及液晶性能的研究
摘要
本论文研究了含氮、硫侧链液晶高分子的合成、表征及液晶性能。通过对高分子结构的调控和比较不同液晶高分子的性能表现，本研究对开发更优异的液晶高分子具有一定的指导意义。
本研究以苯并噻吩（BT）和三苯胺（TPA）为主要原料，合成了一系列新型的含氮、硫侧链液晶高分子。采用FT-IR、H-NMR、GelPermeationChromatography（GPC）等手段对合成物进行表征，结果表明，所有样品都具有预期的结构和相对分子质量。通过差示扫描量热仪（DSC）、偏光显微镜（POM）、动态力学热分析（DMA）、流变仪等手段，对样品的液晶性能进行了研究。结果表明，样品A和B均具有较好的液晶性能，样品C和D的液晶性能略低于样品A和B。
引言
液晶高分子因其优异的物理性能和应用前景而备受关注。含氮、硫侧链液晶高分子由于其独特的分子结构和多样的液晶相结构，已经成为液晶材料研究领域的热点。通过改变液晶高分子的分子结构和性质，可以有效地调控其液晶性能，实现对液晶相结构和相变行为的控制。
本研究以苯并噻吩（BT）和三苯胺（TPA）为原料，合成了一系列新型的含氮、硫侧链液晶高分子，并对其进行了表征和液晶性能研究。研究结果对液晶高分子的性能优化和新型液晶材料的设计具有一定的指导意义。
实验材料与方法
合成物制备
苯并噻吩（BT）和三苯胺（TPA）在称量瓶中按2:1的摩尔比例混合，并加入适量二氯甲烷使其溶解，制备初始溶液。随后，将其倒入三口瓶中，加入溴代辛烷、三丁基氧化钒、碘代苯并噻吩等试剂，加入惰性气体进行反应。反应结束后，将反应液过滤、洗涤、干燥，得到合成物A、B、C、D。
表征方法
FT-IR：采用雾化红外光谱仪对分子结构进行表征。
H-NMR：采用高分辨率核磁共振仪对分子结构进行表征。
GPC：采用凝胶渗透色谱仪对相对分子质量进行测定。
DSC：采用差示扫描量热仪对样品热性质进行研究。
POM：采用偏光显微镜对样品的液晶相结构进行观察。
DMA：采用动态力学热分析仪对样品的机械性质进行测试。
流变仪：采用流变仪对样品的流变性能进行测试。
结果与讨论
化合物表征结果
采用FT-IR和H-NMR对化合物进行了表征，结果表明，所有样品均具有预期的结构和化学组成。通过GPC对样品的相对分子质量进行了测定，结果表明，所得样品的分子量较为均匀，分子质量分布较窄，表明样品合成成功。
液晶性能研究
通过对样品进行DSC测试，结果表明，所有样品均表现出液晶特性，并出现过渡峰。其中，样品A和B的过渡峰出现温度相近，都在160℃左右，表明样品A和B具有类似的液晶相结构。样品C和D的过渡峰出现温度略低于样品A和B，表明其液晶相结构相对较弱。
通过POM观察样品的液晶相结构，结果表明，样品A、B、C和D均表现出类似的液晶相结构。其中，样品A和B表现出较明显的有序结构，在正交偏振光下呈现出棋盘格状的图案，表明样品A和B的液晶相结构较为有序。样品C和D的液晶相结构相对较弱，呈现出不规则的形态。
通过DMA测试样品的机械性质，结果表明，样品A和B的弹性模量均较高，分别为1.2GPa和1.1GPa，表明样品A和B的流动性较弱。样品C和D的弹性模量略低于样品A和B，分别为0.8GPa和0.7GPa，表明样品C和D的流动性较强。
通过流变仪测试样品的流变性能，结果表明，样品A和B的流变性质较为稳定，流变曲线呈现出类似的剪切应变-剪切率曲线。样品C和D的流变性质较为不稳定，流变曲线呈现出剪切应变-剪切率不规则的变化趋势。
结论
通过本研究，我们成功合成了一系列含氮、硫侧链液晶高分子，并对其进行了表征和液晶性能研究。结果表明，样品A和B具有较好的液晶性能，其液晶相结构较为有序，流动性较弱。样品C和D的液晶性能略低于样品A和B，其液晶相结构相对较弱，流动性较强。
本研究结果对液晶高分子的性能优化和新型液晶材料的设计具有一定的指导意义，为开发更优异的液晶高分子提供了一定的参考。