光学非线性液晶高分子
• 有人以腰接和端接两种方式将非线性光学活性基团 挂接到梯形聚硅氧烷主链上，制得了具有非线性光 学活性的梯形高分子。与挂接同类活性基团的单链 高分子相比，前者具有高得多的抗衰减稳定性， 80℃、120h的老化实验表明，梯形高分子极化膜的 取向因子的保留值相当于相应的单链高分子极化膜 的2倍。梯形高分子的上述性能优势可能与其较高 的分子链刚性有关。
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高分子液晶
液晶高分子是在一定条件下能以液晶相态存在的 高分子。 形成液晶相结构的棒状小分子作为高分子结构单 元的一部分同其它分子链段共同组成高分子链， 那这种高分子就有可能呈现液晶状态。在高分子 液晶中把这种具有一定长径比的结构单元称为 “液晶基元”。液晶基元可以位于在高分子链的 不同位置。
液晶高分子分类
液晶高分子的向列型结构 向列型液晶中，液晶基元仅 仅是彼此平行排列，不形成 层状，它们的重心排列是无 序的，只保留固体的一维有 序性，液晶基元可以沿其轴向移动。
液晶高分子的胆甾型结构
胆甾型液晶的名称来源于一些 胆甾醇衍生物所形成的液晶态结构。 实际上，许多同胆甾醇无关的其它 分子也可呈这种形态。在这类液晶 中，液晶基元彼此平行排列成层状 络构，但同近晶型结构不同，其轴 向在层面上，层内各基元之间的排列同向列型相 类似，重心是无序排布的，相邻的层与层之间， 基元的轴向取向规则地依次扭曲一定的角度，层 层累加而形成螺旋面结构，因而有极高的旋光性。
液晶高分子复合材料
• 已知利用直径为数微米或更粗的玻璃纤维、碳 纤维等宏观纤维为增强剂，以热塑性聚合物为 基体树脂，可以制成具有很高强度和模量的复 合材料；且纤维的直径越小、长径比越高，增 强效果越显著。液晶高分子纤维(如芳纶)有很 高的强度和模量，同样可以用作高性能复合材 料增强剂。此外，利用热致性液晶高分子 (TLCP)熔体在加工过程中能够生成亚微米级 微纤的性质，可以将它与热塑性树脂共混，所 得共混物经熔融挤塑或注塑等过程加工而成的 材料即含有TLCP增强微纤。
液晶态的形成
据统计，在全部的有机物中，能形成液晶态的 分子大约占5％。一般来说，可以形成液晶态的分 子要满足以下三个条件。 分子具有不对称的几何形状。如细长棒状、平板 状或盘状。 分子要有一定的刚性。如含有多重键、苯环等刚 性基团。 分子之间要有适当大小的作用力以维持分子的有 序排列。为此要求液晶分子含有极性或易于极化 的基团。
液晶高分子分类
按单体结构分类的高分子液晶 两亲分子
单 体 聚 合 物
液 晶 相 的 性 质
非两亲分子
棒状
盘状
溶致性
热致性或溶 致性
热致性
热致性
热致性
液晶高分子的结构类型
• 液晶有三种不同的结构类型：近晶型、向列型和 胆甾型，
近晶型结构
向列型结构
胆甾型结构
液晶高分子的近晶型结构
近晶型液晶中，液晶基元相互平行 排列成层状结构，其轴向与层片平 面垂直。层内棒状结构的排列保持 着大量的二维固体有序性。棒状结 构在层内可以移动，但不能来往于层间。因此， 不能发生垂直于层片方向的流动，而片层之间 可以相互滑移。
液晶高分子
组员
张翩 王月 席长娜 周晴晴
物质的液晶态
物质的存在形式除人们熟悉的液态、晶态和气 态以外，还有等离子态、无定形固态、起导态、中 子态、液晶态等其他聚集态结构形式如果一个物质 已部分或全部地丧失了其结构上的平移有序性而仍 保留取向有序性，它即处于液晶态。液晶态与晶态 的区别在于它部分缺乏或完全没有平移有序性，而 与液态的区别则在于它仍存在一定的取向有序性。
通用高分子的液晶化改性
• 对通用高分子进行液晶化改性，既可以提高通用高分 子材料的使用性质，也有利于降低成本。热致性液晶 高分子的最早发现．就是利用线形刚性结构对羟基苯 甲酸(HBA)对通用高分子PET改性的结果。因此，通 用高分子的液晶化改性很早就受到了重视，所涉及的 通用高分子品种也从PET发展到聚酰胺和聚碳酸酯等 其他品种。
液晶高分子复合材料
• 由于TLCP与热塑性树脂通常是不相容的，两相间的 黏结差，使应力不能有效地从基体树脂向作为增强 剂的TLCP微纤传送，从而限制了TLCP的增强效果。 TLCP与热塑性树脂的相容性可通过添加第三组分得 到改善。比如有人发现，轻度磁化的聚苯乙烯锌盐 (SPS)既与某聚酯型TLCP部分相容，也与聚砜(PSF) 部分相容。以SPS为增容剂可以明显改善TLCP与 PSF的相容性。以2％SPS增容的TLCP/PSF(20/80) 共混物与不含SPS的共混物相比，相界面结构得到 明显改善，材料的拉伸强度提高了约70％，拉伸模 量提高了约30％。
根据液晶基元在高分子中的位置，可以将液晶高 分子分为两类： 主链为柔性分子链，侧链带有液晶基元的高分子称为 侧链型液晶高分子 液晶基元位于聚合物主链上时称为主链型液晶高分子 根据液晶的生成条件，也可把它分为两类，把物 质溶解在溶剂中所形成的液晶叫做溶致液晶，而把加 热到其熔点或玻璃化温度以上形成的液晶称为热致液 晶。
高分子液晶的研究
• 液晶高分子将高分子量和液晶相序有机地结合使其具 有一些优异特性。例如，它可以有很高的强度和模量， 或很小的热涨系数，或优秀的电光性质等。 • 研究和开发液晶高分子，不仅可提供新的高性能材料 并导致技术进步和新技术的发生，而且可促进分子工 程学、合成化学、高分子物理学、高分子加工以及高 分子应用技术的发展。此外，由于许多生命现象与物 质的液晶态相关，对高分子液晶态的研究也有助于对 生命现象的理解并可能导致有重要意义的新医药材料 和医疗技术的发现。因此，研究液晶高分子具有重要 意义。
光学非线性液晶高分子
• 当一束波长为1.06µm的近红外线激光通过一块
适当放置的非线性光学介质后，将会发现出射光 除了1.06µm的红外线外，还有0.53µm的绿色光。 1.06µm 0.53µm 这个使入射光频率增大一倍的现象就是光倍频现 象，而能产生光倍频现象的介质则称为非线性光 学介质。非线性光学效应除光倍频外，还有泡克 耳效应、克尔效应、三倍频和四波混频现象等。
通用高分子的液晶化改性
• 例如有人合成了具有液晶性的环氧树脂，发现将该 树脂加入普通环氧树脂(ER)中熔融共混，可明显提 高材料的性能。当液晶树脂含量为4％时，拉伸强 度由ER的22MPa提高到42MPa，冲击强度由 1．42kg·cm／cm提高到3．96k8·cm／cm；加入适 当增容可用下式表示： • 式中长方框表示分子中的刚性环状结构，如1，4— 苯基、2，6—茶环、1，4—环已基等；X和Y为刚 性基团上的取代基，可为烷基、烷氧基、硝基、卤 素等；L为两环之间的连接基，可以为酯基、酰胺 基、偶氮基、氧化偶氮基、反式乙烯基等；环与环 之间还可直接相连，如联苯、三联苯等