离子液晶聚合物(Ionic Liquid Crystal Polymers,简称ILCPs)是一类特殊的大分子结构,它们既带有液晶基团又含有离子种类,因而在聚合物化学和材料科学领域引起了极大的兴趣。这类聚合物结合了静电相互作用和液晶排序效应,具有优异的机械性能、流变加工性、压电性能和光学可变性。本文中,翁亮和谢鹤楼等人介绍了通过“甲壳型”效应(Jacketing Effect)成功设计并合成了具有咪唑环离子和不同反离子(Xˉ=Brˉ、BF4ˉ、PF6ˉ和TFSIˉ)的新型ILCPs,其分子式为poly(2,5-bis{[4-(4-butoxy-4´-imidazoliumbiphenyl)butyl]oxycarbonyl}styrene salts),简称poly(BImBBCS-X)。研究利用核磁共振(NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对所合成的聚合物的化学结构进行了确认。 热重分析(TGA)结果表明,反离子的性质对于ILCPs的热稳定性有重要影响。通过差示扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(PLM)的研究,考察了聚合物的相转变和液晶行为。研究发现,除了poly(BImBBCS-TFSI)之外,其他ILCPs能够形成液晶有序结构,这是由于离子间强烈的相互作用。对于poly(BImBBCS-TFSI),大体积的TFSIˉ离子破坏了液晶有序结构的堆积,表明离子的插入对液晶有序结构的构建具有重要影响。 本文的关键词还包括“甲壳型”效应和液晶行为。在介绍中,ILCPs作为一类含有液晶基团和离子种类的特殊大分子体系,在聚合物化学和材料科学领域备受关注。通常,ILCPs中的离子相互作用倾向于非方向性地形成离子团簇,这有助于构建稳定的液晶有序结构,但某些大体积反离子的存在可能破坏这一有序结构。 ILCPs的设计与合成是研究的重点,通过分子设计策略将液晶基团和离子基团引入聚合物链中。由于离子间存在的静电相互作用,ILCPs在材料科学中有着广泛的应用,特别是在需要特殊性能的领域。ILCPs的合成方法多种多样,但本文特别强调了基于“甲壳型”效应的自由基聚合方法。 “甲壳型”效应是指在聚合物链的外围包裹一层离子,以形成离子簇,进而影响材料的性能。在ILCPs中,这种效应能够通过静电相互作用来控制液晶分子的排列,从而赋予材料特定的液晶行为。这种效应对于材料的宏观性能,如热稳定性、液晶性态和机械性能等,具有决定性的影响。 研究的ILCPs结构中,具有咪唑环的离子基团和不同的反离子类型对ILCPs的结构与性质有着直接影响。例如,反离子的体积大小和电荷分布会改变材料的微观结构,进一步影响到材料的液晶性和热稳定性。研究表明,小体积的反离子如Brˉ、BF4ˉ和PF6ˉ有助于稳定液晶有序结构,而大体积的TFSIˉ则可能破坏这种有序性。 在ILCPs的研究中,NMR和FT-IR是两种重要的分析手段。NMR用于表征聚合物中各组分的化学环境和相对比例,FT-IR则用于表征聚合物中官能团的存在与类型。这两种技术联合使用,可以对ILCPs的结构进行准确的确认。 在液晶聚合物的研究中,DSC和PLM是两种常用的实验方法来探究材料的相转变和液晶行为。DSC实验可以测定材料在加热或冷却过程中热量的变化,从而确定相转变温度和热稳定性。PLM则利用偏振光的特性来观察液晶相态的光学特征,有助于直接观察材料在不同温度下的液晶行为。 本文的研究结果对于理解和设计新型功能材料具有重要的指导意义,特别是在液晶和离子材料领域。通过细致的设计和合成策略,可以得到性能优异的液晶聚合物材料,这对于高技术应用具有重要意义。
2025-07-08 22:01:26 1.09MB
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侧链胆甾醇液晶聚合物是一类具有特殊液晶性能的材料,其液晶性质可用于多种高端应用,例如光电子显示技术。这类聚合物结合了胆甾醇单体和非液晶性手性单体,具备潜在的应用价值。以下将详细介绍侧链胆甾醇液晶聚合物的合成、表征以及相关知识点。 侧链胆甾醇液晶聚合物的合成主要依赖于聚合反应。在此研究中,研究人员采用了以聚甲基氢硅氧烷为骨架的接枝聚合反应。此方法可将胆甾醇型液晶单体和非液晶性手性单体整合进聚合物中,形成具有液晶性质的聚合物。 为了表征所合成聚合物的液晶性能,研究者们使用了差示扫描量热法(DSC)、偏光光学显微镜(POM)以及X射线衍射(XRD)和温度变化固态光学旋转(TCSOR)等分析手段。通过这些表征手段,研究者们可以测量和分析聚合物的液晶相变温度、液晶态的微观结构和光学特性等重要参数。 此外,研究者们通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和质子核磁共振谱(1H NMR)来确定单体和聚合物的化学结构。利用这些分析手段,可以验证合成的单体和聚合物是否达到了预期的结构设计。 研究结果表明,在加热和冷却周期内,含有薄荷醇的单体M1表现出胆甾相,而聚合物P1表现出手性近晶A相,P2到P8则为胆甾相。实验结果显示,非液晶性手性单体由于其较低的玻璃化转变温度,以及随着手性剂含量增加而急剧变化后平滑的液晶相温度范围,提供了应用的可能性。 液晶聚合物具有显著的光学特性,能够根据光的波长和观察角度显示出不同的颜色。这是因为液晶分子排列成螺旋状结构,其螺距与可见光波长相匹配时,会发生选择性反射,产生丰富多彩的颜色。这种特性使得胆甾型液晶聚合物在光学滤波器、热成像、平板显示、激光技术和涂料技术等领域具有广泛的应用前景。 胆甾型液晶聚合物的独特光学性能源于其螺旋状分子结构。螺旋的周期(P)为2倍的螺距(d),而双折射率(n)则与分子结构有关。当螺旋的螺距与材料的可见光波长相匹配时,液晶材料就会选择性地反射光,产生色彩。由于反射条件的角依赖性,观察角度的不同会导致看到的颜色变化。 在光学滤波器的应用方面,胆甾型液晶聚合物可以选择性地反射或透过特定波长范围内的光,被广泛应用于制造光学滤波器。此外,由于其大光学旋转的特性,这类聚合物也被用于各种光电探测设备。在热成像技术中,通过液晶聚合物的相变温度可以检测到热量分布,进而实现热像的可视化。在显示技术领域,胆甾型液晶聚合物可以用于制作平板显示设备,利用其液晶性质实现图像的显示和色彩的变化。 液晶聚合物的研究和开发对于材料科学、化学工程、光学技术等领域具有重要意义。通过控制液晶聚合物的化学结构和分子排列,研究人员可以设计出具有特定功能的新型液晶材料,以满足日益增长的工业和科技需求。
2025-07-08 20:33:32 305KB 首发论文
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共轭聚合物是一类有机聚合物,由于其具有交替的单双键结构,因此具备了导电性能。在共轭聚合物中,高能激子的反向极化现象是近年来物理学、化学和材料科学交叉领域中的一个研究热点。为了深入理解共轭聚合物的物理性质,研究者们常常采用各种理论模型和实验方法对这些材料的电子行为进行分析。 在此项研究中,解士杰、高琨、李晓雪等人采用了扩展的一维紧束缚Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型来探究共轭聚合物中高能激子的极化特性。SSH模型是一种用于描述一维电子结构的理论模型,它能够较好地解释共轭聚合物中的电荷传输和激发态特性。在该模型基础上,研究者们发现,在外加电场的作用下,高能激子会呈现出反向极化的现象,并对此现象背后的物理机制进行了分析。 极化是指电偶极矩的产生或变化,通常与材料在外电场中的响应相关。在共轭聚合物中,高能激子的极化特性是指激子(即电子与空穴的束缚态)在外加电场作用下重新取向或其电偶极矩发生变化的行为。高能激子在没有外部电场或者电场较弱时,其极化方向通常是负的,但是随着外加电场强度的增加,当电场超过一个临界值(称为临界电场EC)时,高能激子的极化方向会从负转为正,即产生所谓的反向极化行为。 研究者们通过对高能激子、双激子和激发态极化子的极化行为进行比较,发现高能激子的反向极化效应在数值上显然大于双激子或激发态极化子的极化效应。这一现象表明,通过高能光激发,有可能在有机聚合物中实现反向极化。 共轭聚合物被应用于多种光电子器件中,例如有机发光二极管(OLED)和有机太阳能电池,同时也在新型的自旋依赖设备中有所应用,如有机自旋阀。与传统的半导体相比,共轭聚合物具有更强的电子-晶格相互作用,并且它们的晶格结构(键)可以通过电荷注入或光激发轻易扭曲,形成自陷激子、极化子等基本激发态。这些基本激发态在有机光电子和自旋电子设备中扮演着重要角色。 本研究对于共轭聚合物的基础物理性质及其激发态特性的理解提供了新的视角,尤其是在高能光激发下实现反向极化的可能性,这为未来的器件设计和材料开发提供了理论依据和实验指导。通过深入研究,人们未来可以探索利用这种效应来提升光电子器件性能或者研发新型功能材料。
2025-07-08 19:11:46 250KB 首发论文
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含缺电子3-硝基-1,2,4-三氮唑侧链的新型聚合物的合成及其光伏性能研究,李新炜,赵斌,通过铂催化剂催化的Suzuki 偶联和Stille偶联的聚合方法,我们合成了三种基于噻吩、芴、苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩与含3-硝基-1,2,4-三氮唑侧链
2025-07-08 17:33:47 430KB 首发论文
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具有平的链构象的呋喃-BDOPV给-受体聚合物合成及其在高效空气稳定的场效应晶体管中的应用,陆如强,严笑云,基于苯并二呋喃二酮的寡聚对苯撑乙烯(BDOPV)为受体、2,2'-联二呋喃及苯并[1,2-b:4,5-b']分别为给体的给-受体聚合物被合成出来,它们都�
2024-07-16 20:29:44 785KB 首发论文
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三维类富勒烯炔聚合物,胡盟,何巨龙,通过第一性原理计算,理论设计了两种sp+sp3杂化构成的类富勒烯炔的碳结构,分别命名为3DFY-C30和3DFY-C50。二者是通过用C-C≡C-C替换fcc-C6�
2024-03-02 11:04:24 600KB 首发论文
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Polymers are one of the most fascinating materials of the present era finding their applications in almost every aspects of life. Polymers are either directly available in nature or are chemically synthesized and used depending upon the targeted applications.Advances in polymer science and the introduction of new polymers have resulted in the significant development of polymers with unique properties. Different kinds of polymers have been and will be one of the key in several applications in many of the advanced pharmaceutical research being carried out over the globe.,解压密码 share.weimo.info
2021-11-05 23:08:59 9.32MB 英文
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转载,交联反应模拟程序,[forward]cross-link reaction of polymers
2021-05-11 19:00:10 1.2MB cross-link reaction polymers
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Characterization of (co)polymers by MALDI-TOF-MS
2019-12-21 18:52:01 2.34MB MALDI-TOF-MS
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