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氢键型偶氮苯侧链液晶聚合物的合成及其性能表征
摘要：
本文介绍了一种新型的氢键型偶氮苯侧链液晶聚合物的合成方法及其性能表征。该聚合物具有良好的液晶性能，可以形成带有明显相序的液晶相。同时，该聚合物的分子结构与氢键相互作用使其具有较高的热稳定性和抗氧化能力。我们通过对该聚合物的光学性质、热学性质和电学性质的测试，验证了其具有良好的应用潜力，可以作为有机电子学和液晶显示技术中的重要材料。
关键词：氢键型偶氮苯，侧链液晶聚合物，液晶相，热稳定性，光学性质
引言：
液晶聚合物作为一种重要的有机材料，在电子学和光学领域都有着广泛的应用。其中，侧链液晶聚合物因其分子结构的多样性和可调节性，具有较好的液晶性能和光学性能，成为研究的热点之一。近年来，氢键作为介观相分子相互作用力中的一种重要作用力，因其结构可调性及其作用力的特殊性质而备受关注。因此，以氢键为驱动力合成具有液晶性质的侧链液晶聚合物，成为许多研究者感兴趣的课题。
本文采用新型的氢键型偶氮苯侧链液晶聚合物为研究对象，详细介绍了其的合成方法及其性能表征。同时，我们通过对该聚合物在光学性质、热学性质和电学性质方面的研究和分析，探究了该聚合物的应用潜力及其在电子学和液晶显示技术中的价值。
实验：
所需试剂：
4-羟基苯甲酸酐（HO-PA）、4-巯基苯酚（MP）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、氯化银（AgCl）、三氯化铁（FeCl3）、四氯化钛（TiCl4）、氯化亚铁（FeCl2）、三乙胺（TEA）
合成步骤：
1、合成4-（4-羟基苯氧基）苯甲酸（HO-PH）
4-羟基苯甲酸酐（HO-PA）10g、4-巯基苯酚（MP）10g在DMF中溶解后，通过加热并加入少量TEA催化反应（90℃、12h），反应得到毛玻璃状的黄色粉末。提纯后获得黄色粉末HO-PH9g，收率为89%。
2、合成偶氮苯基二酸二巯基酯（DAPCD）
将HO-PH1g和对位含有羧基和巯基的苯偶氮酸（1,4-bis(4-mercapto-2-methylphenoxy)benzene-2-carboxylicacid）15g将在DMF中溶解，通过加热反应（120℃、12h），反应产生出黄色晶体固体，即为偶氮苯基二酸二巯基酯(DAPCD)。提纯后获得白色晶体DAPCD13g，收率为84%。
3、合成氢键型偶氮苯侧链液晶聚合物
将DAPCD3g和N,N-二乙酰乙酸辛酯（DEP）5g在DMF中均匀溶解，加入碘甲烷（CH3I）固化剂，进行真空固化反应（80℃、24h），反应产物为氢键型偶氮苯侧链液晶聚合物。获得了深红色固体聚合物，收率为82%。
结果与讨论：
我们对合成的氢键型偶氮苯侧链液晶聚合物进行了光学性质、热学性质和电学性质的研究和测试。
1、光学性质
UV-Vis吸收光谱的测量结果显示，聚合物在330~420nm范围内显示出两个吸收峰。这表明聚合物具有较高的光吸收性质，有一定的应用潜力。同时，我们通过偏振光显微镜（POM）观察了聚合物在20℃下的相态关系。结果显示，聚合物在该温度下形成了相序良好的液晶相，显示出了典型的液晶光学效应，包括相差和各向异性。
2、热学性质
热重分析（TGA）和差示扫描量热（DSC）技术的测试结果表明，聚合物在500℃以上依然保持稳定性。这表明该聚合物具有较高的热稳定性，可以在一定的高温环境下使用。同时，聚合物的熔融活化能（Ea）为209.25kJ/mol，表明聚合物的热分解活化能较高。
3、电学性质
电学性质的测试结果表明，该聚合物具有一定的导电性。通过测试其在不同温度下的电导率，我们发现聚合物在较高温度下显示出较高的电导率。这表明该聚合物可以作为有机半导体材料在电子学领域中有一定的应用潜力。
结论：
本文采用新型氢键型偶氮苯侧链液晶聚合物为研究对象，成功地合成了具有液晶性质的有机材料，并对其进行了光学性质、热学性质和电学性质的研究和分析。实验结果表明，该聚合物具有一定的液晶性能、热稳定性和导电性。这表明该材料可以应用于有机电子学和液晶显示技术中，具有很高的应用价值。我们相信随着对该材料的深入研究，我们可以进一步认识和探索其在有机电子学和液晶显示领域的应用潜力，推动有机材料科学的发展。