含氟三苯乙炔异硫氰酸酯液晶合成及其微波性能

近年来,随着液晶微波移相器技术的研究发展,如何降低液晶材料高频介电损耗已成为微波通讯器件发展的关键问题。本文设计合成了7种具有较宽向列相温度范围(89.5~127.7℃)的含氟三苯乙炔异硫氰酸酯液晶化合物(Ⅰ1-Ⅰ7),其中Ⅰ1-Ⅰ3具有相对较低的熔点(45.8~67.2℃);将其与溶剂液晶侧乙基三苯二炔类组合物(M)按一定质量比混合后,采用矩形谐振腔微扰法测试其在微波频段(11~33 GHz)时的介电性能,并通过分子模拟计算探讨了分子结构和取代基对液晶在高频下介电性能的影响。结果表明,对于所合成的液晶化合物,其分子偶极矩和极化率越大,其介电常数和高频介电损耗也越大;在分子末端烷基引入支链不仅可以降低熔点,还会减小分子的偶极矩和介电常数,使其损耗降低;在苯环之间插入乙炔键不仅能够增加分子的π-电子共轭体系、介电常数和双折射率,还能降低其介电损耗;与异硫氰基相连的苯环侧位被二氟原子对称取代(X1和X2)化合物的介电各向异性(Δεr>1.025)大于中心苯环侧位二氟原子对称取代化合物(X_(3)和X_(4)),但后者的介电损耗较低。