最新刊期
      2017 年 第 卷 10 期

        前言

      • 宛新华,张希
        2017(10): 1547-1548. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17n10
          
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        发布时间：2021-11-03

        专论

      • 刘曦阳,王晓工
        2017(10): 1549-1556. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17118
        摘要：液晶弹性体是交联型液晶大分子，兼具液晶取向有序性和交联聚合物熵弹性等特性，在传感器、触发器、微流体装置和仿生器件等方面具有很好的应用前景.制备液晶弹性体的微结构，探索其独特的刺激响应性，是目前液晶弹性体研究的重要方向.侧链液晶弹性体的液晶相态类型取决于其液晶基元和主链的连接方式.腰接型侧链液晶弹性体倾向于形成向列型液晶相，具有较快的响应速度和形变程度，是一类独特的液晶弹性体.本文重点介绍腰接型液晶弹性体微结构（如微米柱、微米线等）的制备；利用金纳米粒子的光热转换效应，实现液晶弹性体光响应性的新途径；以及腰接型侧链液晶弹性体仿生微结构的功能性等.同时还对该领域的发展前景进行了展望.  
        关键词：液晶弹性体;腰接型;微结构;光响应   
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        发布时间：2021-01-26
      • 倪名立,彭海炎,解孝林
        2017(10): 1557-1573. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17120
        摘要：全息聚合物分散液晶（HPDLCs）是由富聚合物相与富液晶相周期性排列而成的结构有序高分子复合材料.HPDLCs通过单体/液晶复合体系的光聚合诱导相分离而形成，如何调控并定量化描述复合体系的光聚合反应动力学、凝胶化行为和相分离程度，进而获得结构规整、电光性能优异的HPDLCs是关键难题.专论概述了光引发体系、单体结构、纳米无机材料掺杂对HPDLCs结构及性能的影响.光引发阻聚剂通过引发和阻聚的竞争与协同，降低了光聚合反应速率、延迟了凝胶时间，促进形成衍射效率达90%的HPDLCs.超支化单体降低了复合体系黏度和光聚合反应速率，延迟了凝胶时间，促使形成衍射效率达94%、具有一维光子晶体结构的HPDLCs.丙烯酰胺单体优化了相分离结构，将HPDLCs的衍射效率提升至98%.纳米硫化锌掺杂在保持规整结构和高衍射效率的同时，大幅降低了HPDLCs的驱动电压.研究还确定了HPDLCs的相分离程度与凝胶时间的函数关系.构建兼具高衍射效率与低驱动电压的HPDLCs，推进其在彩色3D图像存储等领域的应用仍是重要课题.  
        关键词：聚合物分散液晶;全息;光聚合;相分离;图像存储   
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        发布时间：2021-01-26
      • 慕斌,吴斌,谌东中
        2017(10): 1574-1590. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17125
        摘要：盘状液晶聚合物兼具盘状液晶的光电性能和聚合物的柔韧性以及优异的成膜加工性能，有望发展成为新一代先进有机聚合物柔性光电功能材料.本文介绍苯并菲盘状侧链液晶聚合物的研究进展，主要结合我们研究组的工作，重点评述采用受控/活性自由基聚合方法可控合成这类侧链液晶聚合物以及对分子量效应和间隔基长度影响等基本问题的阐明.我们采用可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合第一次成功实现了分子量窄分布的苯并菲聚丙烯酸酯侧链盘状液晶聚合物的可控制备.首先提出盘单元局部簇集的分立短柱堆积（DCS）模型，合理解释了聚合度20左右出现的显著分子量效应，尤其揭示并提出了盘状侧链液晶聚合物的正耦合效应（PCE）理论，即短间隔基的较强耦合作用更有利于其有序柱状相的形成，与棒状侧链液晶聚合物经典的柔性长间隔基去耦合理论形成鲜明对照，补充了缺失的理论短板.基于这些原则，我们设计合成的丁氧基苯并菲聚丙烯酸酯侧链盘状液晶聚合物，经飞行时间谱（TOF）测试，表现出比文献报道值高1~2个数量级的载流子迁移率.进一步在手性客体分子掺杂诱导组装形成单手性螺旋结构聚合物复合物，以及拓扑受限环状聚合物和嵌段共聚物的受控制备等方面开展了比较系统的大分子工程实践.盘状侧链液晶聚合物的可控制备及其显著不同于棒状液晶聚合物体系的一些基本特征的阐明，为这类重要有机聚合物半导体材料的理性设计与可控合成提供理论指导，也为加速推进其光电器件化应用奠定基础.  
        关键词：侧链盘状液晶聚合物;分子量效应;正耦合效应;可控合成;高载流子迁移率   
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        发布时间：2021-01-26

        综述

      • 候平平,张振宇,平静,沈志豪,范星河,周其凤
        2017(10): 1591-1608. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17116
        摘要：甲壳型液晶高分子的发展很大程度上依赖于聚合物自组装的发展，而各种可设计、可预测、可调控的自组装策略的涌现，将甲壳型液晶高分子研究推向前所未有的高度，同时也极大地丰富了高分子化学与物理的内容，提升了研究水准.研究表明，侧链“甲壳效应”在调控甲壳型液晶高分子有序结构等方面有着重要作用.本综述从甲壳型液晶高分子设计合成、液晶相态调控、嵌段共聚物自组装和功能化应用等方面，总结和评述了近年来该领域国内的最新研究进展.最后，本综述总结了甲壳型液晶高分子在发展中所面临的主要问题，并对其发展趋势进行了展望.  
        关键词：甲壳型液晶高分子;超分子液晶相态;自组装;软物质   
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        发布时间：2021-01-26

        研究论文

      • 李肖夫,王荣,褚杨,郑宜君,张洁,宛新华
        2017(10): 1609-1615. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17157
        摘要：为了深入理解乙烯基二联苯单体自由基聚合过程中的手性传递，进行了手性单体（+）-2-[（S）-异丁氧羰基-5-（4'-己氧基苯基）苯乙烯、非手性单体2-丁氧羰基-5-（4'-己氧基苯基）苯乙烯的均聚反应及它们二者的共聚反应，探讨了聚合温度和溶剂性质对手性单体均聚物旋光活性、手性单体含量对共聚物旋光活性以及聚合反应溶剂的超分子手性对共聚物旋光活性的影响.研究发现，降低聚合温度、采用液晶性反应介质有利于得到旋光度大的聚合物；少量手性单体的引入即可诱导共聚物形成某一方向占优的螺旋构象，比旋光度随手性单体的含量增加呈线性增长；在胆甾相液晶中制备的非手性单体聚合物不具有光学活性.这些结果表明，该类乙烯基二联苯聚合物具有动态螺旋构象，其光学活性主要依赖于主链的立构规整度和侧基不对称原子的手性.  
        关键词：乙烯基二联苯;螺旋选择性聚合;5CB;胆甾相液晶;手性   
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        发布时间：2021-01-26
      • 颜娇娇,范遥见,陶磊,谢鹤楼,张海良
        2017(10): 1616-1623. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17088
        摘要：考察了一系列基于“甲壳”效应的离子液晶高分子poly（2，5-bis{[6-（4-butoxy-4'-imidazolium phenyl）k-alkyl]oxy carbonyl}styrene bis（fluoroborate）salts）Pk-6-BF4（k=4，8，12，16）的相行为和相结构.热重分析结果表明，该系列聚合物的热分解温度都在320℃以上，说明其均具有优异的热稳定性能.示差扫描量热仪结果表明，P4-6-BF4和P8-6-BF4仅表现出一个玻璃化转变，随着尾链的增长，P12-6-BF4和P16-6-BF4具有一个结晶熔融峰.偏光显微镜、一维广角X衍射、二维广角X衍射结果表明，该系列聚合物均形成稳定的近晶A相结构，并且随着烷烃尾链的增长，层间距增加、近晶结构内部分子堆积形式有所改变.  
        关键词：离子液晶高分子;“甲壳”效应;咪唑盐;相行为;相结构   
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        发布时间：2021-01-26
      • 郑梅青,朱亚兰,陈小芳,Christopher Y.Li
        2017(10): 1624-1632. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17094
        摘要：设计了一类由聚4-乙烯基吡啶（P4VP）、含弯曲树枝化分子12CBP以及线性分子PDP组成的三元共混体系，其中12CBP和PDP端基均为酚羟基，可与P4VP侧基的吡啶环上的N原子进行氢键复合.傅立叶变换红外光谱、示差扫描量热法、偏光显微镜、小角X射线散射和原子力显微镜等多种研究表明该共混体系为均相体系，三组分自组装形成以P4VP为主链，12CBP和PDP为超分子侧链的“无规共聚物”P4VP（12CBP）x（PDP）y（x+y=1）.该超分子侧链共聚物的聚集态结构与小分子12CBP和PDP相对含量有关.当12CBP含量x≥0.5时，体系组装形成六方柱状相结构，柱子的直径随着体系中12CBP含量减少而逐渐减小.当12CBP含量 < 0.5时，即使少量12CBP的引入也会引起体系层状相结构的破坏，体系表现为无定形状态.  
        关键词：超分子共聚物;氢键;侧链液晶聚合物;六方柱状相   
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        发布时间：2021-01-26
      • 葛斯佳,单周楠,邓琳琳,林保平,杨洪
        2017(10): 1633-1640. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17105
        摘要：报道了一种新型近红外响应光热转换试剂/液晶弹性体复合材料.目前绝大多数近红外吸收的无机金属纳米粒子，由于自身或其稳定剂（如长链硫醇或季铵盐）的化学性质，会致使经典的Finkelmann两步硅氢化加成反应中所使用的催化剂中毒失活，从而极大地限制了无机金属纳米粒子/液晶弹性体复合材料的拓展与应用.为了解决这一科学问题，我们采用了两步硫醇-烯点击化学快速制备单畴取向液晶弹性体薄膜的技术，将对近红外光有强吸收的油溶性硫化铜纳米粒子，成功地掺杂入聚硅氧烷液晶弹性体体系中，制备了近红外响应的硫化铜纳米粒子/液晶弹性体复合薄膜.通过使用紫外可见光谱、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、偏光显微镜、示差扫描量热法、变温广角X射线散射对该复合材料进行了深入的研究，结果表明：该薄膜材料在980 nm近红外光源的照射下，可以实现高效的光热转换，从而实现快速、可逆的二维伸缩运动.  
        关键词：光热转换;液晶弹性体;硫化铜纳米粒子;近红外光;硫醇-烯点击化学   
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        发布时间：2021-01-26
      • 袁勇杰,吴铛,陈磊,黎金娣,张海良
        2017(10): 1641-1651. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17106
        摘要：设计合成了一系列具有不同烷氧基尾链长度的单体4'-烷氧基-4-联苯酚甲基丙烯酸酯MbiCm（m=1，2，4，6，8，10，12，14，16，18），通过自由基聚合方法合成了相应的具有不同烷氧基尾链长度的无柔性间隔基侧链型液晶高分子PMbiCm，将所得的侧链型液晶高分子和相变材料石蜡按一定质量比混合，通过“加热-冷却法”成功制备了定形相变材料.通过凝胶测试发现当尾链长度为m=12，14，16，18时，高分子对固体石蜡具有良好的凝胶定形效果，且随着烷氧基尾链的增长，聚合物和石蜡的相容性增加，最低凝胶浓度降低，得到定形相变材料的凝胶解缔温度也相应下降.通过示差扫描量热法（DSC）、热重分析法（TG）、流变（Rheology）等测试考察了定形相变材料的相变储能性能、热稳定性和流变性能，实验结果表明该定形相变材料具有相变焓值高、热稳定性好、凝胶强度高等优点.通过红外光谱（FTIR）、偏光显微镜（POM）和扫描电镜（SEM）等测试发现PMbiCm通过非共价键作用力自聚集形成三维凝胶网络结构，对石蜡起固定支撑作用.  
        关键词：侧链型液晶高分子;定形相变材料;自组装;能量存储   
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        发布时间：2021-01-26
      • 童晓茜,单天宇,马猛,陈思,王旭
        2017(10): 1652-1661. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17117
        摘要：利用凝胶因子自组装可赋予凝胶网络形状、强度等的特性，设计制备了多面体齐聚倍半硅氧烷（POSS）核有机无机杂化dendrimer（POSS-G1-BOC）凝胶因子并将其引入到液晶客体分子中，获得了兼具力学性能与响应特性的超分子液晶凝胶.在系统研究该液晶凝胶的凝胶行为、响应特性、表面形貌、组装机理及力学性质的基础之上，制备了基于透明柔性可拉伸导电薄膜（PU/AgNWs）的三明治结构液晶光散射显示器件.该器件在低电压（10 V，DC）驱动下即可实现较高对比度的显示效果，不仅可以在弯曲至曲率为0.14 cm-1的条件下使用，而且在拉伸至原始长度的120%时，仍可保持自身的电控响应特性，有望将其广泛应用于可穿戴设备、智能响应性材料等领域.  
        关键词：液晶凝胶;多面体齐聚倍半硅氧烷（POSS）;树枝状大分子;可拉伸;光电响应;显示   
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        发布时间：2021-01-26
      • 杨洋,张锡奇,危岩,吉岩
        2017(10): 1662-1667. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17134
        摘要：通过高温下酯交换反应的进行，含酯键的液晶型类玻璃高分子（liquid crystalline vitrimer），能够通过简单拉伸进行取向，获得随温度变化可逆伸缩的智能材料.在目前已报道的此类主链型高分子中，酯交换剧烈发生需要的临界温度（Tv），与液晶弹性体发生可逆形变的温度（Ti，即液晶相-各向同性相转变温度）相隔较近，导致材料的使用温度范围比较窄，而且多次升降温后，取向及可逆形变会消失.为解决此问题，本文在原来体系的基础上，通过共聚合另外一种液晶基元，有效地降低了Ti，从而拓宽Ti与Tv之间的距离.这不仅使材料的使用次数明显增加，还能延长此类液晶弹性体的使用期限.  
        关键词：液晶弹性体;类玻璃高分子;液晶态转变温度（Ti）;可逆驱动   
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        发布时间：2021-01-26
      • 刘宣伯,许佳儒,赵永峰,杨爽,范星河,陈尔强
        2017(10): 1668-1678. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17145
        摘要：研究了一系列以聚己内酯（PCL）为柔性链段、甲壳型液晶高分子聚{2，5-二[（4-甲氧基苯基）氧羰基]苯乙烯}（PMPCS）为刚性链段的刚-柔型二嵌段共聚物（PCL-b-PMPCS）的微相分离结构.小角X射线散射（SAXS）和广角X射线衍射（WAXD）实验结果表明，当PMPCS为无定形态时，PCL-b-PMPCS的微相分离行为与柔-柔型二嵌段共聚物相似，其相形态主要取决于两段的体积分数.随温度升高，PMPCS链段采取伸展的棒状构象，形成六方柱状向列相（ΦHN），会诱导体系的微相分离结构出现“有序-有序”或“无序-有序”转变，使得在很宽的PMPCS体积分数（fPMPCS：40%~80%）内样品均呈现层状微相分离结构.我们对在200℃得到的层状相SAXS数据进行了一维相关函数分析，详细考察了层状相中PMPCS及PCL相区的厚度（LPMPCS、LPCL）与相应链段聚合度（NPMPCS、NPCL）的关系.对PMPCS相区，发现LPMPCS=0.2NPMPCS（nm）.因棒状PMPCS链段与层的法线方向平行，该线性关系表明PCL-b-PMPCS的层状相为“单层近晶A相”结构，LPMPCS即为棒状PMPCS链段的长度，可通过控制PMPCS的聚合度予以精确控制.对PCL相区，则LPCL与NPCL近似有标度关系LPCL~NPCL0.85，说明处于熔融态的PCL链段受迫强烈伸展.进一步分析WAXD实验数据并计算每根PMPCS链段在层状相中的界面面积（S/X）可知，随NPMPS增大，PMPCS链段的液晶度从~20%增至~55%，S/X则从~2.4 nm2增至~2.7 nm2.与此相应，PCL链段的伸展程度会略有降低，说明LPCL有较弱的NPMPCS依赖性.另一方面，LPCL与S/X的乘积与NPCL满足线性关系LPCL（S/X）=0.21NPCL（nm3），斜率即为PCL重复单元的体积.  
        关键词：甲壳型液晶高分子;刚-柔型二嵌段共聚物;层状微相分离;分子量依赖性   
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