开环易位聚合制备液晶聚合物的研究进展

液晶聚合物(LCP)兼具液晶的各向异性和聚合物良好的力学性能,在传感器、检测器和柔性执行器等领域具有广阔的应用前景。开环易位聚合(ROMP)具有活性聚合特征、反应条件温和与官能团耐受性高的特点,可以精确调控液晶聚合物的分子量和分子结构,是液晶聚合物研究中一种常用的合成方法。本文整理了近年来报道的由开环易位聚合制备液晶聚合物的研究,并从材料的构-效关系和功能开发两方面对这些研究进行了介绍。在构-效关系研究方面,分别介绍了液晶均聚物与液晶共聚物中的不同结构参数对材料性质的影响;在材料功能开发方面,介绍了液晶聚合物在光致形变、形状记忆效应、光子晶体和图案化薄膜等应用领域的研究成果。最后,展望了开环易位聚合制备液晶聚合物未来的发展方向。

Synthesis and Theoretical Investigation of a New Hybrid Polymeric Iodoplumbate Based on Co-template:[(ipq)_2(pea)(Pb_3I_9)·DMF]_n

A new iodiplumbate polymer [（ipq）2（pea）（Pb3I9）-DMF]n 1 （ipq = N-（isopentyl）- quinolinium, pea = protonated ethylamine） was synthesized by self-assembly reaction of ipq·I, PbI2 with ethylamine and structurally characterized. 1 crystallizes in the triclinic system, space group P1 with α= 1.0731（4）, b = 1.2560（4）, c = 2.0785（7） nm, α = 96.378（5）, β= 91.132（2）, γ= 100.303（5）°, V= 2.7369（16） nm^3, Z= 2, Dc = 2.770 g/cm^3,μ = 14.307 mm^-1, F（000） = 2014, R = 0.0588 and wR = 0.1345. 1 features its hybrid structure concertedly templated by two kinds of organic cations, which exhibits interesting semiconductor property. In 1, the [Pb2I6]^2 n infinite chains shape the sketch of the title compound constructed from face-sharing of ideal and distorted PbI6 octahedra. Based on the crystal structure data, quantum chemistry calculation with DFT was used to reveal the electronic structure of 1.

熔融氯化钠晶体介电常数的模拟计算方法

由于分子模拟过程中存在周期性边界的影响,离子偶极矩定义模糊,导致传统的偶极矩涨落方法在计算熔融盐晶体或含有自由电荷体系的介电常数时存在一定阻碍。根据经典介电理论,通过电流关联函数计算熔融氯化钠(NaCl)晶体体系的介电常数,研究了不同温度下氯化钠的频率相关介电谱,并分析了晶体相变对介电特性的影响。结果表明:当NaCl为晶体状态时,介电谱显示出明显的共振吸收峰;在NaCl熔化以后,介电谱的共振吸收峰的带宽变宽,波形发生了明显变化。分别利用电流法和外加电场法计算了不同温度下NaCl的静态介电常数,结果显示:两种方法的计算结果的一致性良好,从而验证了本文方法的准确性;NaCl晶体在发生固液相变时,静态介电常数会在相变点发生跳变。

液晶芳香族聚苯唑纤维的性能

论述了液晶态芳香族聚苯唑的干喷湿纺纤维的纺丝工艺条件、热处理条件等对其力学性能的影响，并提出了几种有效的改善其抗压力学性能的途径，指出多数芳香族聚苯唑纤维的抗张强度高于３．１ＧＰａ，抗张模量高于２００ＧＰａ，其中以聚对苯撑苯并二唑纤维性能最佳，其最高抗张强度和抗张模量分别可达６．

水溶性聚合物与方解石晶体相互作用的MD模拟

用分子动力学(MD)方法,模拟计算了三种水溶性聚合物阻垢剂[聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物(AA-MA)]与方解石晶体的作用.结果表明,聚合物与方解石两晶面结合能的大小均为PAA>AA-MA>PMAA,聚合物与(110)面的相互作用远比与(104)面的作用强.对体系各种相互作用以及对关联函数g(r)的分析表明,结合能主要由库仑作用决定.与方解石晶面结合的聚合物发生扭曲变形,(110)面上的形变能约为(104)面上的2倍,但均远小于相应的非键作用能.聚合物中不同位置羧基的动力学行为差别很大,链端羧基的运动翻转比链中部羧基剧烈得多,后者与方解石晶体的结合比前者牢固而能更有效地抑制垢晶体生长.

金属Cu液固转变及晶体生长的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟研究了液态Cu在不同冷却速度下的凝固特点.模拟采用EAM作用势，计算了不同温度，不同冷却速度下Cu的偶相关函数.结果表明EAM作用势能很好地描述液态Cu的结构特征.当冷却速度较快时，液Cu形成非晶；当冷却速度较慢时，液Cu形成晶体.分析了不同冷却速度下体系的相变热力学及相变动力学过程.最后采用液固两层构型法，描述了Cu晶体的生长过程.

高性能环氧树脂基体的研究进展

环氧树脂具有优异的力学性能和粘接性能,然而其存在质脆、韧性差、固化时产生内应力等缺点,需要通过改性来拓展其应用领域。介绍了聚氨酯改性增韧、热致型液晶高分子改性增韧环氧树脂的最新研究进展,并展望了其发展前景。聚氨酯具有高弹性、耐磨、抗撕裂等特点,与环氧树脂相容性好;热致型液晶高分子改性环氧树脂固化体系既融合了液晶的有序性又保留了环氧树脂网络交联的特点,其韧性、冲击强度大幅度提高,而耐热性不降低。利用聚氨酯、热致型液晶高分子改性环氧树脂能显著提高其力学性能,实现其在众多领域的应用。

数字散斑相关法在高聚物领域中的应用

高聚物广泛地应用于人类生产和生活等各个领域 ,其力学性能研究在材料、工程结构的优化设计中起着重要的作用。数字散斑相关法 (DSCM)是一种光测实验力学方法 ,该方法具有测量环境要求低、可直接测取位移和应变信息及细观结构、便于实现测量自动化等优点。

聚合后功能化法合成硫氰液晶高分子及其表征

采用自由基聚合制备了侧链末端含溴的可修饰性液晶高分子(3),以3为前体用硫氰酸盐进行聚合后功能化成功地合成了硫氰液晶高分子(6Ⅰ);以3为前体采用聚合前功能化先制得含液晶基元的硫氰单体(4);再通过自由基聚合反应合成硫氰液晶高分子(6Ⅱ)。其结构经1H NMR和IR表征,6Ⅰ和6Ⅱ具有相同的化学结构,6Ⅰ的分子量更高。偏光显微镜、差示扫描量热和X-射线衍射分析结果表明,6Ⅰ和6Ⅱ在较宽温度范围内均表现出双分子层的近晶A相。

国内提高环氧树脂耐热性的研究进展

论述了近年来国内在提高环氧树脂(EP)耐热性方面采取的方法,包括合成高官能度EP、热致性液晶聚合物改性EP、双马来酰亚胺改性EP、纳米材料改性EP及固化体系的优化等。同时指出了今后提高EP耐热性的发展方向。

三相结构一维电子密度的相关函数

从结晶聚合物的三相结构出发,计算了线性电子密度相关函数,理论上得到了不变量和结晶层厚度和散射曲线的对应关系,并与G.R.Strobl等人从两相模型推广到三相模型得到的结论相比较,指出直接从两相推广到三相的不妥之处,修正了推广过程中的错误.从三相模型的相关函数图可以直接得到长周期、晶片厚度、不变量、过渡层厚度,但是晶片厚度、不变量与Strobl的定义有所不同.

一维酞菁聚合物的从头算晶体轨道研究

用密度泛函自洽场晶体轨道方法计算了几种一维酞菁聚合物及其取代衍生物的能带结构和电子性质,得到这些聚合物均是半导体.研究发现,聚合方式和共轭程度的差异不仅影响能隙的大小,而且影响能带的形状.取代基对聚合物能带形状的影响不大,但取代基的电子特性对能带的位置高低起到一定的作用.

低散射非偏振依赖的聚合物/液晶光栅

为了降低聚合物/液晶光栅的散射损失,并消除光栅的偏振依赖性,选取了低官能度的光敏单体作为反应体系,并逐步提高光栅的制备温度。首先选用五官能度的DPHPA(dipentaerythritol hydroxyl pentaacrylate)、双官能度的PDDA(phthalic diglycol diacrylate)以及单官能度的NVP(N-vinylpyrrolidone)作为反应体系;其次,在制备过程中在光栅的后面放置加热台,逐步提升制备温度。实验结果表明:当制备温度上升到62℃以上,光栅有更多(36%)的液晶析出,相分离比常温下制备时要更完全一些,而且高温下制备的光栅其平整度更高,从而使光栅的散射损失比常温下减小了66.7%,器件的SEM图片也进一步证明了这个结论。同时高温制备也消除了液晶光栅的偏振依赖特性。

新型拓扑结构聚合物的研究进展

目的展望新型拓扑结构聚合物研究的前沿进展,为进一步研究提供借鉴。方法文献综述。结果遵循"晶体工程"原理,人们合成出许多具有新颖拓扑结构的配位聚合物。将近年国内外和本课题组得到的具有新颖拓扑结构的配位聚合物进行归类,对其前驱体的选择与应用前景进行了探讨。结论新颖拓扑结构的配位聚合物具有潜在的应用前景,对合成结构新颖聚合物有指导作用。

半导体聚合物的激发能谱

导电聚合物是具有强电子关联的半导体,本文研究了电子关联对电子激发态的影响,求得了计入电子关联后的激发能谱,它与单电子近似下的能谱不同,本文分析了产生这种差异的原因并讨论了和实验的关系。

尼龙-1010 SAXS研究

用一维电子密度相关函数方法,分析了国产尼龙-1010不同拉伸比时的SAXS现象,由实验相关函数曲线可算得长周期(L),中间层厚(d_(tr)),片晶层厚(d_?),非晶层厚(A_?),平均片层厚(d),积分不变量(Q),比内表面O_s以及(η_c-η_a)等数值及其变化规律。实验结果表明尼龙-1010的结晶结构是由结晶层、非晶层以及结晶-非品中间层三部分组成。

高聚物的DSC非等温结晶曲线拟合函数的研究

通过多个等速升温或降温DSC结晶曲线测定结晶动力学参数,需求出任一温度下的相对结晶度或对其的导数值。为此,本文选用了多项式型函数和指数型函数对DSC结晶曲线进行拟合。结果发现,用多项式函数拟合DSC结晶曲线在C_r和dC_r/dT较小时,拟合值与实验值之间的相对误差较大。指数性函数在整个温度区间内对DSC结晶曲线都有较好的拟合,可克服多项式型函数的不足,用于测定结晶动力学参数。

结晶聚合物的小角X射线散射研究(英文)

应用小角X射线散射技术研究结晶聚合物三相系统结构参数的求值方法,结论是结晶度和片层厚度与二相系统的不相一致.对一些结晶聚合物样品的分析指出,Bragg长周期接近于相关函数长周期与过渡层厚度的和,其中的原因是在真实的结晶聚合物中存在中间层.

小角X射线散射方法测定结晶聚合物的平均过渡层厚度

一般用一维电子密度相关函数来计算结晶聚合物的过渡层厚度。由于结晶聚合物中的过渡层是弥散的 ,修正的Porod定律是解决这种问题的有效方法之一。本文将用相关函数法和Porod定律法求出的结晶聚合物的过渡层厚度进行了比较 ,它们的计算结果是一致的。

聚合物缓蚀剂对碳钢缓蚀作用的机理研究

用分子动力学模拟计算了聚天冬氨酸PASP、聚环氧琥珀酸PESA和水解聚马来酸酐HP-MA 3种聚合物缓蚀剂与Fe(110)和Fe(001)面在水溶液和无水条件下的相互作用。结果表明:3种聚合物缓蚀剂与Fe晶面的结合能排序由大到小均为PASP>HPMA>PESA;缓蚀剂与Fe(110)晶面的结合能要大于Fe(001)面。水溶液中聚合物缓蚀剂的形变能总体要小于无水体系中的形变能,水分子的存在消弱了缓蚀剂的形变程度。从对关联函数g(r)的分析表明,Fe原子分别与聚合物缓蚀剂和水分子中的O原子形成了非键作用。溶剂化效应在模型构建时存在着不可忽略的影响。这些结果的获得可以为新型缓蚀剂的开发提供理论指导。