自模板法制備具有手性液晶相結(jié)構(gòu)的聚倍半硅氧烷薄膜及應用
發(fā)布時間:2021-03-02 10:45
橋聯(lián)的聚倍半硅氧烷(BPS)由于制備方法簡單,結(jié)構(gòu)調(diào)控性高,功能性多樣,受到科研工作者的廣泛關(guān)注。探索不同的橋接基元為制備潛在的應用材料提供了更多的可能性。液晶(LC)兼具晶體的有序性與液體的流動性,通過固定LC分子形成的取向結(jié)構(gòu),獲得功能各異材料顯示良好的應用前景。將LC基元與無機組分通過C-Si鍵連接,含LC基元的橋接倍半硅氧烷可以借助LC基元的自組裝,在形成有序結(jié)構(gòu)后,制備含液晶相結(jié)構(gòu)的BPS,從而實現(xiàn)功能化。本文是在課題組已有自模板法制備BPS材料的基礎(chǔ)上,進一步展開的:(1)設(shè)計合成四種不同LC基元橋接的倍半硅氧烷單體和一種以異山梨醇為中心的手性摻雜劑(CD-iso)。末端含有雙鍵的液晶基元通過硅氫加成實現(xiàn)橋聯(lián)倍半硅氧烷單體的合成。手性摻雜劑用于誘導手性液晶相的形成。(2)表征橋接倍半硅氧烷單體的LC行為。借助偏光顯微鏡(POM)和差式掃描量熱儀(DSC)對倍半硅氧烷單體進行測試,發(fā)現(xiàn)制備系列中的兩種倍半硅氧烷(Bola-1和Bola-2)為向列相LC。(3)實現(xiàn)手性向列相的結(jié)構(gòu)固定。將CD-iso與向列相LC Bola-1混合,以誘導手性向列相的產(chǎn)生。在其自組裝成螺旋結(jié)構(gòu)后...
【文章來源】:蘇州大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1芳基橋聯(lián)倍半硅氧烷單體代表3??
材料的孔徑和孔隙分布產(chǎn)生影響。結(jié)果表明,芳基橋聯(lián)的BPS最顯著的??特征之一是這些材料通常具有多孔性和極高的表面積。例如,大多數(shù)微孔的1.4-??苯基橋接的BPS干凝膠的表面積在600-1200m2/g,內(nèi)孔隙體積0.3-0.6mL/g,而??平均孔和芳基間隔的長度之間沒有簡單的關(guān)系。??(ElC)、Si—??Catalyst:?'?x?0-t-??HCJ?or?OH.??-l_i-?-?-〇—??X?=?2?3?4??/Ok?〇Y〇??5?6?7?S??圖1-1芳基橋聯(lián)倍半硅氧烷單體代表3??當用柔性有機橋聯(lián)基團代替剛性芳稀,聚合得到具有剛性無機結(jié)構(gòu)域和可變??柔性有機結(jié)構(gòu)域的分子復合材料。隨著橋聯(lián)基團長度和柔性的增加,其表面積減??校單體中橋聯(lián)基團的長度從2個碳原子到14個碳原子不等。研究發(fā)現(xiàn)較短、??較硬烷基鏈(C2、C4)具有較高的表面積(700m2/g)。但是,隨著烷基鏈的延??長,其表面積逐漸減小,直到14個碳原子,孔隙率完全消失。這些結(jié)果表明,??分子砌塊的有機成分需要一定程度的硬度才能維持這些干凝膠的孔隙率。??舊0)3Si?—^^^^ ̄Si(OE。??^??Acid?or?Ga¥e?\?-??—9?10?1?1??12?1?J??圖1-2烷基橋聯(lián)倍半硅氧烷單體代表3??此外,Loy11等人通過亞己基橋聯(lián)的倍半硅氧烷單體,探究了醇氧基(甲氧??基、乙氧基、丙氧基)、溶劑、催化劑和濃度對其凝膠化和孔隙率的影響。亞己??基橋接的BPS的特別之處在于,溶膠凝膠聚合時的pH值對干燥凝膠或干凝膠的??2??
邊界上,其中溶膠凝膠聚合的pH值可以控制??干凝膠的最終孔隙率。??許多研宄者通過調(diào)節(jié)實驗條件或是改變橋聯(lián)倍半硅氧烷單體的分子結(jié)構(gòu),制??備了不同形貌(纖維,球,管,層狀)的BPS材料19_22。??廣?°YNH、心〇’5??叫?r〇?r^yNH??人丨z(,?人,(,??M?Si(OEl),?SIO,3??1?n??F3?n=3;?P4,?n=4;?PS;?n=5?P10?n=10?IIS3?n=3;?IIS4:?n=4;?1IS5?n=5;?IIS10:?n?IO??圖1-3分子前驅(qū)體及相應的雜化產(chǎn)物23??ElO?°?0?嚴??ElO?0?/?\?0??(S,S)-1??〇?o?嚴??,uo—\??/"''fi?義??J?0?入0??(R.RH??圖1-4手性倍半硅氧垸分子結(jié)構(gòu)18??Michel23等人為了確定不同碳連接臂對于最終雜化材料所起的作用,合成了??不同碳鏈長度(n?=?3,4,5,10)的手性雙脲基衍生物(如圖卜3),結(jié)果表明院基??鏈間隔對于最終的材料形貌具有重要作用。在較短的烷基鏈長度(n?=?3和4)??時,橋接的環(huán)己二胺基團的手性占主導;而在較長的烷基鏈長度(n=5和丨0)??時,橋接基團的親脂性控制結(jié)構(gòu)的演變。在前一種情況下,得到了從前驅(qū)體到雜??3??
本文編號:3059128
【文章來源】:蘇州大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1芳基橋聯(lián)倍半硅氧烷單體代表3??
材料的孔徑和孔隙分布產(chǎn)生影響。結(jié)果表明,芳基橋聯(lián)的BPS最顯著的??特征之一是這些材料通常具有多孔性和極高的表面積。例如,大多數(shù)微孔的1.4-??苯基橋接的BPS干凝膠的表面積在600-1200m2/g,內(nèi)孔隙體積0.3-0.6mL/g,而??平均孔和芳基間隔的長度之間沒有簡單的關(guān)系。??(ElC)、Si—??Catalyst:?'?x?0-t-??HCJ?or?OH.??-l_i-?-?-〇—??X?=?2?3?4??/Ok?〇Y〇??5?6?7?S??圖1-1芳基橋聯(lián)倍半硅氧烷單體代表3??當用柔性有機橋聯(lián)基團代替剛性芳稀,聚合得到具有剛性無機結(jié)構(gòu)域和可變??柔性有機結(jié)構(gòu)域的分子復合材料。隨著橋聯(lián)基團長度和柔性的增加,其表面積減??校單體中橋聯(lián)基團的長度從2個碳原子到14個碳原子不等。研究發(fā)現(xiàn)較短、??較硬烷基鏈(C2、C4)具有較高的表面積(700m2/g)。但是,隨著烷基鏈的延??長,其表面積逐漸減小,直到14個碳原子,孔隙率完全消失。這些結(jié)果表明,??分子砌塊的有機成分需要一定程度的硬度才能維持這些干凝膠的孔隙率。??舊0)3Si?—^^^^ ̄Si(OE。??^??Acid?or?Ga¥e?\?-??—9?10?1?1??12?1?J??圖1-2烷基橋聯(lián)倍半硅氧烷單體代表3??此外,Loy11等人通過亞己基橋聯(lián)的倍半硅氧烷單體,探究了醇氧基(甲氧??基、乙氧基、丙氧基)、溶劑、催化劑和濃度對其凝膠化和孔隙率的影響。亞己??基橋接的BPS的特別之處在于,溶膠凝膠聚合時的pH值對干燥凝膠或干凝膠的??2??
邊界上,其中溶膠凝膠聚合的pH值可以控制??干凝膠的最終孔隙率。??許多研宄者通過調(diào)節(jié)實驗條件或是改變橋聯(lián)倍半硅氧烷單體的分子結(jié)構(gòu),制??備了不同形貌(纖維,球,管,層狀)的BPS材料19_22。??廣?°YNH、心〇’5??叫?r〇?r^yNH??人丨z(,?人,(,??M?Si(OEl),?SIO,3??1?n??F3?n=3;?P4,?n=4;?PS;?n=5?P10?n=10?IIS3?n=3;?IIS4:?n=4;?1IS5?n=5;?IIS10:?n?IO??圖1-3分子前驅(qū)體及相應的雜化產(chǎn)物23??ElO?°?0?嚴??ElO?0?/?\?0??(S,S)-1??〇?o?嚴??,uo—\??/"''fi?義??J?0?入0??(R.RH??圖1-4手性倍半硅氧垸分子結(jié)構(gòu)18??Michel23等人為了確定不同碳連接臂對于最終雜化材料所起的作用,合成了??不同碳鏈長度(n?=?3,4,5,10)的手性雙脲基衍生物(如圖卜3),結(jié)果表明院基??鏈間隔對于最終的材料形貌具有重要作用。在較短的烷基鏈長度(n?=?3和4)??時,橋接的環(huán)己二胺基團的手性占主導;而在較長的烷基鏈長度(n=5和丨0)??時,橋接基團的親脂性控制結(jié)構(gòu)的演變。在前一種情況下,得到了從前驅(qū)體到雜??3??
本文編號:3059128
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