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1、 文献综述题目: 液晶高分子 学院 : xxxxxxx专业 : xxxxxxx班级 : xxxxxx 姓名 : xxxxxx 学号 : xxxxxx指导老师 : xxxxxx完成日期 : xxxxxx【摘要】 液晶高分子在结构材料和功能材料方面被称为一类全新的高性能材料。本文介绍了液晶高分子的研究及发展状 况,以及液晶高分子在众多领域的广泛应用的前景。并着重叙述了光致变色液晶高分子的研究进展及其信息存储应用 研究。一、液晶的基本概念主要特征是其聚集状态在一定程度上既类似于晶体，分子呈有序排列；又类似于液体，有一定的流动性。 二、形成液晶物质的条件1.具有刚性的分子结构。导致液晶形成的刚性结构部
2、分称为致晶单元。 2.还须具有在液态下维持分子的某种有序排列所必需的凝聚力。 三、高分子液晶及其分类在一定条件下能以液晶形态存在的高分子。与其他高分子相比，具有液晶相所特有的分子取向序和位置序；与小分子液晶相比，又有高分子量和高分子的特性。 3.1.按液晶的形成条件，可分为溶致性液晶、热致性液晶、压致型液晶、流致型液晶等等。 3.2.按致晶单元与高分子的连接方式，可分为主链型液晶和侧链型液晶。主链型液晶和侧链型液晶中根据致晶单元的连接方式不同又有许多种类型。 3.3.按形成高分子液晶的单体结构，可分为两亲型和非两亲型两类。两亲型单体是指兼具亲水和亲油（亲有机溶剂）作用的分子。非两亲型单体则是一
3、些几何形状不对称的刚性或半刚性的棒状或盘状分子。 跟小分子相比，高分子液晶的特殊性： 热稳定性大幅度提高； 热致性高分子液晶有较大的相区间温度； 粘度大，流动行为与般溶液显著不同。四、高分子液晶的化学结构在常见的液晶中，致晶单元通常由苯环、脂肪环、芳香杂环等通过一刚性连接单元（X，又称中心桥键）连接组成。构成这个刚性连接单元常见的化学结构包括亚氨基（CN）、反式偶氮基（NN）、氧化偶氮（NON）、酯基（COO）和反式乙烯基（CC）等。 在致晶单元的端部通常还有一个柔软、易弯曲的基团R，这个端基单元是各种极性的或非极性的基团，对形成的液晶具有一定稳定作用，因此也是构成液晶分子不可缺少的结构因素。
4、常见的R包括R、 OR、 COOR、 CN、 OOCR、COR、 CH=CHCOOR、 Cl、 Br、NO2等。 五、影响高分子液晶形态和性能的因素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。 5.1内在因素: 5.1.1、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。 5.1.2、分子构型和分子间力 A 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
5、提高，使液晶形成温度提高，不利于液晶的加工和使用。 B 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。 5.1.3 、致晶单元形状： 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，易形成胆甾醇型或盘型液晶. 5.1.4、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. 5.1.5、其他因素： 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。 5.2外在因素 外在因素主要包括环境温度和溶剂
6、等 A 对热致性高分子液晶来说，最重要的影响因素是温度。 B 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。六、液晶高分子的主要应用简介：（一）高强度高模量材料；（二）在数字及图像显示方面的应用；（三）在信息储存方面的应用；（四）温度的显示；（五）气体的检测；（六）浅层肿瘤的诊断；（七）生物性液晶高分子。详细介绍：6.1.高拉伸强度和高模量的纤维 液晶高分子主链或侧链带有介晶基元，在外力作用下容易沿分子链取向，取向获得高拉伸强度和高模量，特别适用于制作高强度工程塑料。如: 芳族聚酰胺型Kevlar 纤维的比强度和比模量均达到钢的10倍; 阿波罗登月飞船软着陆降落伞带就是用ke
7、vlar29 制备的; Kevlar 纤维还可用于防弹背心, 飞机、火箭外壳材料和雷达天线罩等。6.2.分子复合材料 将具有刚性棒状结构的主链型高分子液晶材料分散在无规线团结构的柔性高分子材料中，即可获得增强的分子复合材料。6.3.信息存储介质 带有信息的激光束照射液晶存储介质时,局部温度升高, 液晶聚合物熔融成各向同性的液体, 从而失去有序度。激光束消失以后, 又凝结成为不透光的固体, 信号被记录。液晶高分子用于存储显示寿命长、对比度高、存储可靠、擦除方便, 因此有极为广阔的发展前景。6.4.精密温度指示材料 向列型液晶和胆甾型液晶的混合物呈平行并顺次扭转的螺旋结构, 而且其螺距随温度变化而
8、发生显著变化。被测物体的表面温度若有变化, 液晶分子排列的螺距即发生变化, 偏振光的旋转角度也随之发生变化, 因而返回光的强度也会发生变化。人们利用此现象制造出微温传感器。6.5.高分子液晶显示材料 在电场作用下高分子液晶具有从无序透明态到有序非透明态的转变能力, 在理论上可以与用显示器件。但目前尚未进入实际应用阶段(高分子液晶黏度较大，相对于小分子响应速度太慢)。6.6.功能液晶高分子膜 液晶态具有低黏性、高流动性、易膨胀性和有序性的特点，特别是在电、磁、光、热、力场和pH改变等作用下，液晶分子将发生取向和其他显著变化，使液晶膜比高分子膜具有更多的气体、水、有机物和离子透过通量和选择性。液晶
9、膜具有原材料成本较低、使用方便、易大面积超薄化和力学强度大等特点。液晶膜作为富氧膜、烷烃分子筛膜、包装膜、外消旋体拆分膜、人工肾脏、控制药物释放膜和光控膜将获得十分广泛的应用。6.7.生物性液晶高分子 细胞膜中的磷脂可形成溶致型液晶;构成生命的基础物质DNA 和RNA 属于生物性胆甾液晶,它们的螺旋结构表现为生物分子构造中的共同特征;植物中起光合作用的叶绿素也表现液晶的特性。8.其它 高分子液晶弹性体具有取向记忆功能，其取向记忆功能是通过分子链的空间分布来控制致晶单元的取向。在机械力场下，只需要20的应变就足以得到取向均一的液晶弹性体。液晶弹性体无论在理论上还是在实际上都具有重要意义。具SC*
10、型结构的的液晶弹性体的铁电性，压电性和取向稳定性可能在光学开关和波导等领域有诱人应用前景。 此外，将具有非线性光学特性的生色基团引入高分子液晶弹性体中，利用高分子液晶弹性体在应力场、电场、磁场等的作用下的取向特性，可望制得具有非中心对称结构的取向液晶弹性体，在非线性光学领域有重要的应用。参考文献 1 周其凤. “甲壳型”液晶高分子研究进展J. 中国科学基金. 1994(04) 2 王瑾菲,蒲永平,杨公安,杨文虎. 高分子液晶材料的应用及发展趋势J. 陶瓷. 2009(03) 3 书讯J. 液晶与显示. 1995(04) 4 李阔. 出口前景广阔的液晶高分子中间体2,6酸J. 化工中间体(科技产
11、业版). 2004(03) 5 吴璧耀,山下啓司,津田和一. 热致型光敏液晶高分子在液晶场中光交联反应的研究J. 高分子学报. 1996(01) 6 黄毅萍,周冉. 液晶高分子的开发研究及进展J. 安徽化工. 1999(06) 7 周艳,贾德民,童身毅. 聚对羟基苯甲酸侧链液晶高分子的合成与表征J. 塑料工业. 2002(04) 8 汤大新,杨钧,董玺娟,王卉,杨春才,赵英英,汤心颐. 液晶高分子MMA/PNAA的热致相变与分子运动J. 原子与分子物理学报. 1992(03) 9 韩式方,王毓宾. 液晶高分子取向特征及其流变性质研究J. 力学与实践. 2003(02) 10 焦家俊,张祥祥.
12、氢键型液晶高分子的研究进展J. 华东理工大学学报(自然科学版). 2006(06)液晶的发现最早可追溯到1888 年，奥地利植物学家莱尼茨尔在做加热胆甾醇苯甲酸酯结晶的实验时发现。第二年，德国物理学家莱曼通过偏光显微镜发现这种材料具有双折射现象，并提出了“液晶”这一学术用语，现在人们公认这两位科学家是液晶领域的创始人。液晶高分子材料发展较晚，但目前已成为液晶中最令人关注的领域，世界各国都加大投入了围绕研究与开发液晶高分子系列产品的力量。功能高分子液晶材料包括： 光学非线性高分子液晶，铁电性和反铁电性高分子液晶，光导高分子液晶，生物性高分子液晶和高分子液晶膜等。由于它们的特殊性能将会有非常广阔的
13、重要应用前景。例如，吴壁耀等报道了具有肉桂酸酯侧链基的热熔型高分子液晶的光交联行为。指出在20 min紫外光照射的条件下，形成液晶相的液晶高分子膜的光交联凝胶百分率要明显高于尚未形成液晶的同种高分子膜。由于液晶高分子中介晶基元的聚集和有序排列形成的微区结构也影响了大分子链铡基肉桂酸酯的聚集状态，从而使其光化学性质发生了变化，可望用于光固化涂料的改性。总之，随着高分子液晶的理论日臻完善，其应用也日益广泛，人们不仅开发了大量的高强、高模以及具有显示和信息存储功能的高分子液晶材料，同时还在不断探索在其它领域的应用。可以肯定，作为一门交叉学科，高分子液晶材料科学在高性能结构材料、信息记录材料、功能膜及非线性光学材料等方面的开发中必将发挥越来越重要的作用。
