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本文从分子设计的角度出发,通过自由基聚合制备出两类侧链上同时含有液晶基元和肉桂酰感光基团的新型丙烯酸酯聚合物。其中包括主侧链直接相连的4-(n-肉桂酰烷氧基)-4-丙烯酸酯联苯化合物(n=4,6)和主侧链间含有柔性间隔基的4-(n-肉桂酰烷氧基)-4-(n-丙烯酰烷氧基)联苯聚合物(n=4,6)。并利用红外(IR)、核磁(1HNMR)等手段证实了中间产物及聚合物的结构。
利用示差扫描量热仪、热台偏光显微镜等手段表征了各单体及聚合物的液晶性能;利用聚合物中的肉桂酰感光基团在线性偏振紫外光照射下发生的选择性[2+2]电环合反应,通过测定不同照射时间下的平行与垂直于偏振紫外光电场方向上的吸光度差表征了聚合物的光控取向行为。DSC研究结果表明,所合成的化合物单体中4-(4-肉桂酰丁氧基)-4-(4-丙烯酰丁氧基)联苯单体表现出液晶转变;而聚合物中4-(6-肉桂酰己氧基)-4-(6-丙烯酰己氧基)联苯聚合物表现出液晶转变。与此相应,热台偏光显微镜也观察到4-(4-肉桂酰丁氧基)-4-(4-丙烯酰丁氧基)联苯在56.1℃具有明显的近晶相扇形织构,4-(6-肉桂酰己氧基)-4-(6-丙烯酰己氧基)联苯聚合物在55℃具有明显的向列相纹影织构。研究结果表明,聚合物的主链结构和侧链结构与所设计的光控取向液晶聚合物的液晶行为密切相关,其中侧链与主链间柔性间隔基的结构对液晶转变具有显著影响。光控取向行为研究结果表明:聚合物分子量的大小,主链结构、主链与侧链间柔性间隔基的长短是影响聚合物取向性能的主要因素。此外,取向聚合物薄膜对小分子向列相液晶诱导取向的结果也证实了其良好的光控取向性能。