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北京大學(xué):甲殼型液晶聚合物研究進(jìn)展
2010-03-17  來源:中國聚合物網(wǎng)

    軟物質(zhì)(Soft matter)是21世界物理學(xué)的重要前沿學(xué)科,液晶聚合物是近年來受到很大關(guān)注和研究的一類軟物質(zhì)。剛性聚合物的可控制備一直是一個(gè)重大的科學(xué)難題。相對(duì)于合成上可控性較差的棒狀主鏈型液晶聚合物,剛性的甲殼型液晶聚合物更易于合成,并具有良好的可調(diào)控性,因而具有明顯的優(yōu)越性。

    近年來,周其鳳研究組對(duì)甲殼型液晶聚合物及其在功能材料中的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)而深入的研究,取得了新的研究成果。如,1)通過保持液晶基元?jiǎng)傂园魻罱Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,增加液晶基元之間的相互作用,首次得到與原來的柱狀(Φ)相不同的近晶(Sm)相層狀結(jié)構(gòu)。這一成果對(duì)于甲殼型液晶聚合物在非線性光學(xué)材料等功能材料的應(yīng)用上具有重要意義。2)利用甲殼型聚合物單體的可控聚合性以及剛棒直徑、剛棒表面化學(xué)性質(zhì)精確控制和修飾的特點(diǎn),設(shè)計(jì)合成剛棒長度可控的剛棒狀聚合物和多嵌段新型功能性聚合物,開展了多層次有序自組裝結(jié)構(gòu)的形成、發(fā)展及演變機(jī)制的研究,實(shí)現(xiàn)了對(duì)這一體系材料特定復(fù)雜結(jié)構(gòu)的精確調(diào)控,為構(gòu)筑特定結(jié)構(gòu)功能化和功能集成的軟物質(zhì)材料提供了理論基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。3)通過分子設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)側(cè)基的剛性、形狀、體積大小等,系統(tǒng)研究了側(cè)基對(duì)甲殼效應(yīng)的影響,發(fā)現(xiàn)了在甲殼型聚合物中存在一個(gè)非尋常的各向同性相與液晶相之間的相轉(zhuǎn)變,這個(gè)過程是可逆、熵驅(qū)動(dòng)的。這一體系為高分子凝聚態(tài)物理研究提供了一個(gè)非常好的研究平臺(tái)。4)研究了基于剛棒狀甲殼型液晶聚合物的多體系熱塑性液晶彈性體的可控制備與基礎(chǔ)應(yīng)用,首次得到了物理交聯(lián)的熱塑性液晶彈性體,其流變及力學(xué)性能類似于SBS熱塑彈性體。對(duì)該類體系的研究有助于更加深入地了解較低尺度的液晶態(tài)和較高尺度的微相分離結(jié)構(gòu)的形成規(guī)律,也有助于研究這兩種不同尺度結(jié)構(gòu)形成過程之間的相互競爭,這對(duì)聚合物的分子設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。5)開展了功能性甲殼型液晶聚合物研究,特別是對(duì)聚合物薄膜的雙折射性質(zhì)與化學(xué)結(jié)構(gòu)、凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)等關(guān)系進(jìn)行了研究,取得了較好成果(Dn = 0.030 ~ 0.036/633nm),有望作為C正板光學(xué)補(bǔ)償膜應(yīng)用于液晶顯示中。同時(shí),研究體系也為光電器件性能與材料結(jié)構(gòu)關(guān)系的研究提供了一類新的模型聚合物。
   
    基于近年的研究結(jié)果,在J. Am. Chem. Soc.、Macromolecules、Soft Matter、J. Mater. Chem.等國內(nèi)外著名刊物上已發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇。研究成果得到了國內(nèi)外同行認(rèn)同,近年的研究成果綜述發(fā)表在J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem.封面(2009, 47, 319,Highlight)和英國皇家化學(xué)會(huì)Chem. Soc. Rev. 2010, DOI:10.1039/b814540g。

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