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1、我的学校本科生毕业设计（论文）开题报告题 目：含氰基三联苯侧链型液晶共轭聚合物单体的合成 学 院： 材料科学与工程 系 高分子材料与工程 专 业： 高分子材料与工程 班 级： 高分子111 学 号： 123456478987 姓 名： * 指导教师： 谌烈 填表日期： 08 年 03 月 06 日一、 选题的依据及意义推荐精选自1978年FinkeMann的去偶效应概念提出以来,侧链型液晶聚合物受到广泛的重视，发展十分迅速1。兼有液晶聚合物和共轭聚合物的双重特性的液晶共扼聚合物则是近几年发展起来的一类新型的功能高分子2。共轭聚合物的刚性主链能作为介晶单元使其具有液晶性。另外，侧链上带有介晶单元
2、的共轭聚合物也能显示出液晶性。这类具有液晶性的聚合物，在液晶态下极易通过拉伸、电场或磁场下获得链的取向。许多与电子离域有关的物理性能(导电性、三阶是非线性光学性和电致变色性等)都会由于链在液晶态下的取向而增强。因此除了用于制造液晶显示屏外，还可用于制备具有偏振发光性和发光视角可控的新型发光器件。又由于其具有较高的玻璃化转变温度，可使之在室温下保存一定工作条件下记录的信息3，因此其在信息显示和存储方面的应用前景和实用价值十分可观，已经引起了科学界和工业界的极大兴趣。本课题提出了一种新型侧链型液晶共轭聚合物。该聚合物以可导电的聚乙炔为主链，可发色的三联笨作为液晶基元。本文主要探讨该聚合物单体的合成
3、，即含氰基三联苯类侧链型液晶共轭聚合物的单体的合成。二、 国内外研究现状及发展趋势高分子液晶的研究现状早在1888年奥地利植物学家F.Reinitzer就发现了液晶，但直到1941年Kargin提出液晶态是聚合物体系的一种普遍存在状态后，人们才开始对高分子液晶进行研究。1966年，Dupont公司首次使用各向异性的向列态聚合物溶液制备出了高强度、高模量的商品纤维Fiber B，使高分子液晶研究走出了实验室。20世纪70年代，Dupont公司的Kevlar纤维的问世和商品化开创了高分子液晶的新纪元。接着，美国人Economy和前苏联的Plate和Shibaev分别合成了热熔型主链聚酯液晶和侧链型
4、液晶聚合物。20世纪80年代后期，德国的Rings-dorf合成了盘状主侧链型液晶聚合物4。1987年周其凤、黎惠民、冯新德三人在Macromolecules的第20卷第1期第233234页发表了一篇简短的通讯文章提出了Mesogen - Jacketed Liquid Crystal Polymer (MJLCP)的概念，1990年Hardouin等人首次用中子衍射实验证明了这类侧链液晶聚合物“甲壳”模型的正确性5。该类“甲壳型”聚合物作为一类新型液晶高分子受到了国际学术届的广泛关注。在这类新型的侧链液晶聚合物中，液晶基元通过很短的间隔基或直接挂在聚合物主链上，主链推荐精选大都是柔性的聚乙烯
5、结构或聚硅氧烷结构，侧链液晶单元是三联苯，-COO-或-CONH-的衍生物。到目前为止，高分子液晶的研究己成为高分子学科发展的一个重要方向。目前，液晶高分子主要有三种基本类型,即液晶基元位于主链的主链型、以液晶基元为侧链基本成分的侧链型和具有明显分子链刚性及很高液晶相热稳定性的甲壳型。侧链型液晶共轭聚合物的研究现状侧链型高分子液晶是指介晶基元处于聚合物侧链上的一类高分子液晶，其液晶的性质在较大程度上取决于介晶基元。而受聚合物主链性质的影响较小，由于它的介晶基元多是通过柔性链与聚合物主链相接。其平动和转动度的限度变为可控的，因此达到与相应小分子液晶具有同样液晶行为是侧链型高分子液晶研究的目标之一
6、。目前,含有侧链液晶基元的聚合物研究主要是集中在聚丙烯酸酯和聚硅氧烷主链结构上。邹友思6等人将西佛碱和联苯结合成新的液晶基元，直接悬挂于甲基丙烯酸酯主链上，利用基团转移，得到一种新型无柔性间隔的侧链型共轭聚合物。张宝砚，胡建设，姚丹姝7等做过侧链胆甾液晶聚合物及弹性体的液晶的性能研究。张开仕8曾做过含氰基联苯液晶基元侧链的聚酰胺的合成与表征。共轭聚合物以其导电性及光学性能日益受到各方面的关注，但由于其一般的不溶于普通溶剂且难以熔融，很难加工成型和控制其微观结构，而限制了它的开发和推广使用。目前作为改善其加工性的方法主要有:1. 与易加工聚合物复合。2. 经可溶性共轭聚合物的前驱体的热解得到预期
7、结构。3. 在刚性链上引入柔性侧基形成本身易溶于普通溶剂和易熔融的共轭聚合物。Bao等用Heck偶联反应合成了具有热致型液晶性的烷氧基取代PPV。Ruiz等用FeCl3为氧化剂合成了一系列具有对称和不对称取代的PBTP。Mihara 等9通过含带有手性单体和柔性间隔基团的内消旋单体的自由基共聚合原理合成出由内消旋单体和非内消旋单体组成的甲基丙烯酸酯类侧链液晶高聚物。液晶共轭聚合物的最新发展动态及开发前景推荐精选高分子液晶是当前高分子科学中颇有吸引力的一个研究领域。而液晶性共轭聚合物的发现为高性能导电聚合物开发和应用注入了新的活力。近十几年来，有关的研究报道日益增多。从报道的文献看研究热点将主要
8、集中在以下几个方面:(一) 对液晶性共轭聚合物进行结构与性能的深入研究。(二) 从单体合成出发研究设计新型的液晶共轭聚合物。(三) 研究外力场对分子链取向性的影响，改善加工条件以制备出具有良好机械性能的高导电性、非线性光学性的新型材料。(四) 将液晶性导电聚合物与热塑性聚合物的适当条件下进行共混形成原位复合材料。10总之，我们有理由相信，液晶性共轭聚合物以其特殊的性能将会成为今后研究的热点。这类聚合物的开发与应用对于发展和完善导电性及液晶性理论具有深远的意义。同时在高性能结构材料、信息存储与传递材料、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11。三、 本课题研究内容本课题将
9、合成一种新型的侧链型含氰基三联笨共轭液晶聚合物单体。其成品分子结构式如下：共轭的聚炔烃主链具有导电性及光学性能, 可是其不易溶于普通溶剂和难以熔融，致使加工困难。因此引入柔性间隔侧链以形成易溶于普通溶剂和易熔融的侧链型共轭聚合物12。而三联苯既是一种液晶基元的核，又是一种发色团。将三联苯作为聚乙炔的侧链，则可以获得新型侧链液晶聚炔，当受到紫外光的激发，三联苯的能量可以转移到聚炔的主链，这样可以进一步提高量子效率。由于氰基具有较强极性，所以能提高该类聚合物的耐非极性油及耐磨性。推荐精选四、 本课题研究方案 考虑过实验原料成本，反应的可行性及反应时间，合成路线如下(Scheme 1)：图示1Sch
10、eme 1推荐精选五、 工作进度由于本课题的主要内容为设计合成出一种新型的液晶共轭聚合物单体，所以试验方案的设计及单体的合成实验将占据论文完成过程的大部分时间。具体时间安排暂定如下表：工作进度表序号各阶段工作内容起止日期备注1阅读文献 2月25日3月23日至少两篇外文资料2开题报告3 月24日4月6日3单体的合成 4月7 日 至4月 20 日4单体的合成4月21日 至 5月4 日5 单体的性能表征5月5 日 至 5月18日6毕业答辩的准备5月19日 至6月13日六、参考文献1 晏华, 李伯耿, 潘祖仁. 侧链液晶高分子研究的新进展J. 中国塑料, 1997, 5: 13182 王国杰, 李敏,
11、 陈欣方. 发光性液晶共轭聚合物的研究进展J. 化学通报, 2001, 4: 2122163 张文, 李笃信, 王瑜霞. 液晶性共轭聚合物的研究进展J. 化工新材料, 1997, 6: 8124 郭玉果, 张亚利, 赵文元等. 高分子液晶材料的研究现状及开发前景J. 青岛大学学报, 2000, 9: 24285 周其凤. 刚性链侧链型液晶高分子(甲壳型液晶高分子)研究进展J. 高分子通报, 1999, 9: 54616 邹友思, 姚青青, 戴李宗等. 一种新的侧链型液晶高分子的合成与表征J. 高分子材料科学与工程, 1996, 12(4): 364推荐精选7 张宝砚, 胡建设, 姚丹姝等. 侧
12、链胆甾液晶聚合物及弹性体的液晶性能研究J. 高分子学报, 2003, 12: 7998028 张开仕. 含氰基联苯液晶基元侧链的聚酰胺的合成与表征J. 应用化工, 2005, 9: 5425449 Mihara T ,Nonura K, Funaki K. Thermal properties of sidechain type liquid crystalline copolymer composed of a mesogenic monomer and non-mesogenic chiral monomerJ. Polymer, 1997, 29(4): 3010 金绪刚, 龚克成. 共轭聚合物应用研究新进展J. 材料导报, 1995, 6: 555911 张惠珍, 苏恺, 李秀错. 侧链液晶高分子合成方法进展J. 河北化工, 2001, 02: 161812 童保云, 唐本忠, 余芹等. 一类新型取代乙炔化合物的合成及表征J. 合成化学, 2004, 2: 147151131415 16 （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）171819 20 2122推荐精选
