En el diseño de polímeros líquidos cristalinos (LCP), generalmente se separa el efecto de decano y el efecto de caparazón, es decir, se diseña LCP de cadena lateral tradicional (SCLCPs) basados en el primero, y se diseña LCP de tipo caparazón (MJLCPs) basados en el segundo. Además, el MJLCPs más ampliamente estudiado pertenece a la familia de los ácidos 2-etileno-parafenilendicarboxílicos, pero la síntesis del ácido 2-etileno-parafenilendicarboxílico comienza con la oxidación selectiva del ácido 2,4-dimetilbenceno, con múltiples pasos y un bajo rendimiento. Frente a estos dos problemas, este proyecto tiene como objetivo desarrollar un nuevo sistema de MJLCPs basado en el ácido 5-etileno-inter-parafenilendicarboxílico utilizando la sinergia del efecto de decano y el efecto de caparazón. Sintetizamos poli (5-etileno-inter-parafenilendicarboxilato de alquilo) (P_3,5′-m, m es el número de átomos de carbono de la cadena de alquilo, m=4, 5, 6). El extremo de la cadena de alquilo es un tert-butilo, y entre el tert-butilo y el grupo éster hay un – (CH₂)_x– (x=0, 1, 2). En el diseño de P_3,5′-m, se supone que el tert-butilo es un grupo rígido con una gran congestión estérica, y –(CH₂)_x– se supone que es un grupo de espaciado flexible. El análisis de microscopía polarizante (PLM) y la difracción de rayos X unidimensional (1D XRD) muestran que P_3,5′-4 y P_3,5′-6 son polímeros amorfos, mientras que P_3,5′-5 tiene una fase cristalina hexagonal estable (Φ_H) desde la temperatura ambiente hasta la descomposición de la muestra, manifestando propiedades cristalinas típicas de MJLCPs. Creemos que en comparación con P_3,5′-4, el grupo de espaciado –(CH₂)– de P_3,5′-5 mejora la movilidad del tert-butilo, aumentando así el efecto de caparazón de la cadena principal, es decir, la efecto de caparazón de la entropía. Por lo tanto, la formación de columnas supramoleculares de P_3,5′-5 se debe a la sinergia del efecto de decano y el efecto de caparazón. Los resultados de 2D XRD muestran que el P_3,5′-5 con cizallamiento unidimensional presenta una orientación tridimensional de los Φ_H, con excelentes capacidades de orientación durante el procesamiento. Los resultados de XRD y de simulación molecular muestran que el P_3,5′-5 forma una sola columna, a diferencia del P_3,5-m previamente sintetizado (m=8⁓18) que contiene una cadena de alquilo lineal formando columnas dobles. El diseño molecular de P_3,5′-5 refleja la unidad orgánica del efecto de decano y el efecto de caparazón; P_3,5′-5 basado en el ácido 5-etileno-inter-parafenilendicarboxílico es fácil de sintetizar, con una estructura química simple y excelentes capacidades de orientación durante el procesamiento; P_3,5′-m y P_3,5-m difieren únicamente en la estructura de la cadena de alquilo, pero el número de columnas supramoleculares es diferente. Este trabajo proporciona nuevas ideas para el diseño de MJLCPs, la aplicación industrial de MJLCPs y el control del número de columnas supramoleculares.

Efecto de caparazón; Efecto de decano; Polímero líquido cristalino de tipo caparazón; Columna supramolecular única