Bei der Gestaltung von Flüssigkristallpolymeren werden im Allgemeinen der "ungerade Effekt" und der "Schaleneffekt" getrennt betrachtet, d.h. das Design von Seitenkettenflüssigkristallpolymeren (SCLCPs) basiert auf ersteren und das Design von Schalentypflüssigkristallpolymeren (MJLCPs) basiert auf letzterem. Darüber hinaus basieren die am weitesten verbreiteten MJLCPs auf der Familie der 2-Ethylendiphenylcarbonsäure, aber die Synthese der 2-Ethylendiphenylcarbonsäure beginnt mit der selektiven Oxidation der 2,4-Dimethylbenzoesäure, mit vielen Schritten und niedrigem Ertrag. Um diese beiden Probleme zu lösen, zielt dieses Projekt darauf ab, ein neues MJLCP-System auf Basis der 5-Ethylencarbonsäure zu entwickeln, das die Synergie des "ungeraden Effekts" und des "Schaleneffekts" nutzt. Wir haben Poly(5-Ethylencarbonsäuredialkylester) (P_3,5'-m, m ist die Anzahl der Kohlenstoffatome der Alkylkette, m = 4, 5, 6) synthetisiert. Das Ende der Alkylkette ist tert-Butyl, und zwischen dem tert-Butyl und dem Estergruppe befindet sich ein ―(CH₂)_x― (x = 0, 1, 2). Im Design von P_3,5'-m wird angenommen, dass das tert-Butyl eine starre Gruppe mit großem Volumen ist, und das ―(CH₂)_x― wird als flexible Zwischenraumgruppe angesehen. Analysen mit polarisiertem Lichtmikroskop (PLM) und eindimensionaler Röntgenbeugung (1D XRD) zeigten, dass P_3,5'-4 und P_3,5'-6 amorphe Polymere waren, während P_3,5'-5 eine stabile sechseckige kristalline Phase (Φ_H) von Raumtemperatur bis zu ihrem Zerfall zeigte, was typische kristalline Eigenschaften von MJLCPs zeigte. Wir glauben, dass im Vergleich zu P_3,5'-4 die Zwischenraumgruppe ―(CH₂)― von P_3,5'-5 die Beweglichkeit des tert-Butyls erhöht, was den "Schaleneffekt" der Hauptgruppe verbessert, d.h. den Beitrag der Entropie zum "Schaleneffekt". Daher leitet sich die Bildung der supramolekularen Säulen von P_3,5'-5 aus der Synergie des "ungeraden Effekts" und des "Schaleneffekts" ab. Die Ergebnisse der zweidimensionalen Röntgenbeugung (2D XRD) zeigen, dass das unidimensional geschnittene P_3,5'-5 eine dreidimensionale Orientierung von Φ_H aufweist, was hervorragende Orientierungseigenschaften der Verarbeitung zeigt. Die Ergebnisse der Röntgenbeugung und der Molekülsimulation zeigen, dass das P_3,5'-5 eine einfache Säule bildet, die sich von dem zuvor synthetisierten P_3,5-m unterscheidet. P_3,5-m (m = 8⁓18) enthält lineare Alkylketten und bildet doppelte Säulen. Die molekulare Designidee von P_3,5'-5 spiegelt die organische Einheit des "ungeraden Effekts" und des "Schaleneffekts" wider; P_3,5'-5, basierend auf der leicht zu synthetisierenden 5-Ethylencarbonsäure, mit einfacher chemischer Struktur und hervorragenden Verarbeitungseigenschaften; P_3,5'-m und P_3,5-m unterscheiden sich nur im Aufbau der Alkylkette, aber die Anzahl der supramolekularen Säulen ist unterschiedlich. Diese Arbeit liefert neue Ideen für das Design von MJLCPs, die industrielle Anwendung von MJLCPs und die Regulierung der Anzahl der supramolekularen Säulen.

Schaleneffekt; ungerade Effekt; Schalentyp-Flüssigkristallpolymere; einfache Säule