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高分子液晶解析.pptVIP

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PABH的分子链中的N—N键易于内旋转,因此,分子链的柔性大于PPTA。它在溶液中并不呈现液晶性,但在高剪切速率下(如高速纺丝)则转变为液晶态,因此应属于流致性高分子液晶。 高分子液晶的合成 (3)聚苯并噻唑类和聚苯并噁唑类 这是一类杂环高分子液晶,分子结构为杂环连 接的刚性链,具有特别高的模量。代表物如聚双苯 并噻唑苯(PBT)和聚苯并噁唑苯(PBO),用它 们制成的纤维,模量高达760~2650MPa。 顺式或反式的PBT可通过以下方法合成。 高分子液晶的合成 ? 纹影织构(向列) 扇形织构 边缘织构 (向列) 板块织构 偏光显微镜 DSC是在控制温度变化情况下,以温度(或时间)为横坐标,以样品与参比物间温差为零所需供给的热量为纵坐标所得的扫描曲线。 DSC是保持?T = 0,测定?H-T 的关系。DSC的结果可用于定量分析。 Differential Scanning Calorimeter,DSC 示差扫描量热测定时记录的热谱图称之为DSC曲线,其纵坐标是试样与参比物的功率差dH/dt (dQ/dt),也称作热流率,单位为毫瓦(Mw),横坐标为温度或时间。在DSC热谱图中,必须标明吸热(endothermic) 与放热(exothermic)效应的方向 Cooling run Heating run X射线衍射 影响高分子液晶形态与性能的因素包括外在因素和内在因素两部分。内在因素为分子结构、分子组成和分子间力。外部因素则主要包括环境温度、溶剂等。 影响高分子液晶形态和性能的因素 内部因素对高分子液晶形态与性能的影响 高分子液晶分子中必须含有具有刚性的致晶单元。刚性结构不仅有利于在固相中形成结晶,而且在转变成液相时也有利于保持晶体的有序度。 分子中刚性部分的规整性越好,越容易使其排列整齐,使得分子间力增大,也更容易生成稳定的液晶相。 影响高分子液晶形态和性能的因素 在热致性高分子液晶中,对相态和性能影响最大的因素是分子构型和分子间力。分子间力大和分子规整度高虽然有利于液晶形成,但是相转变温度也会因为分子间力的提高而提高,使液晶形成温度提高,不利于液晶的加工和使用。 溶致性高分子液晶由于是在溶液中形成的,因此不存在上述问题。 影响高分子液晶形态和性能的因素 致晶单元形状对液晶形态的形成有密切关系。 致晶单元呈棒状的,有利于生成向列型或近晶型液晶;致晶单元呈片状或盘状的,易形成胆甾型或盘型液晶。另外,高分子骨架的结构、致晶单元与高分子骨架之间柔性链的长度和体积对致晶单元的旋转和平移会产生影响,因此也会对液晶的形成和晶相结构产生作用。在高分子链上或者致晶单元上带有不同结构和性质的基团,都会对高分子液晶的偶极矩、电、光、磁等性质产生影响。 影响高分子液晶形态和性能的因素 致晶单元中的刚性连接单元的结构和性质直接 影响液晶的稳定性。 含有双键、三键的二苯乙烯、二苯乙炔类的液 晶的化学稳定性较差,会在紫外光作用下因聚合或 裂解失去液晶的特性。 刚性连接单元的结构对高分子液晶的热稳定性 也起着重要的作用。降低刚性连接单元的刚性,在高分子链段中引入饱和碳氢链使得分子易于弯曲可得到低温液晶态。在苯环共轭体系中,增加芳环的数目可以增加液晶的热稳定性。用多环或稠环结构取代苯环也可以增加液晶的热稳定性。高分子链的形状、刚性大小都对液晶的热稳定性起到重要作用。 影响高分子液晶形态和性能的因素 外部因素对高分子液晶形态与性能的影响 外在因素主要包括环境温度和溶剂等。 对热致性高分子液晶来说,最重要的影响因素是温度。足够高的温度能够给高分子提供足够的热动能,是使相转变过程发生的必要条件。因此,控制温度是形成高分子液晶和确定晶相结构的主要手段。除此之外,施加一定电场或磁场力有时对液晶的形成也是必要的。 影响高分子液晶形态和性能的因素 对于溶致性液晶,溶剂与高分子液晶分子之间的作用起非常重要的作用。溶剂的结构和极性决定了与液晶分子间的亲和力的大小,进而影响液晶分子在溶液中的构象,能直接影响液晶的形态和稳定性。控制高分子液晶溶液的浓度是控制溶液型高分子液晶相结构的主要手段。 影响高分子液晶形态和性能的因素 聚合物的力学性能 聚合物的力学性能指的是其受力后的响应,如形变大小、形变的可逆性及抗破损性能等,这些响应可用一些基本的指标来表征。 表征力学性能的基本指标 (1)应变与应力 材料在外力作用下,其几何形状和尺寸所发生的变化称应变或形变,通常以单位长度(面积、体积)所发生的变化来表征。

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