功能高分子材料 教学课件 ppt 作者 焦剑、姚军燕 主编 第9章 液晶高分子.pptx
第九章液晶高分子
第一节概述
·9.1.1高分子液晶的发展
·1888年奥地利植物学家F.Reinitzer首次发现的，翌年，德国物
理学家O.Lehmann用偏光显微镜观察并阐明了液晶现象，提出
了“液晶”(LiquidCrystals)这一学术用语，现在公认这两
位科学家是液晶科学的创始人
·60年代美Fergason根据胆甾型液晶的颜色变化设计测定表面温
度的产品，1968年发现了向列型液晶的电光效应，开创了液
晶电子学，美国Heilmeier制成了数字及文字显示器、液晶钟
表等，从而推动了液晶科学的理论及应用研究蓬勃开展。
·至今已经合成了近两千种液晶聚合物。自然界的纤维素、多
肽、核酸、蛋白质、病毒、细胞及膜等都存在液晶态，它们
是天然或生物性液晶高分子。
·液晶高分子的首次发现是1937年Bawden等在烟草花叶病毒的
悬浮液中观察到液晶态。
·美国物理学家Onsager(1949年)和高分子科学家Flory(1956
年)分别对刚棒状液晶高分子作出理论解释。
第一节概述
·60年代以来，美国杜邦公司先后推出PBA、Kevler等酰胺类液
晶聚合物，其中Kevler于1972年生产，它是高强高模材料，被
称为“梦幻纤维”,以后又有自增强塑料Xydar(美国Dartco
公司，1984年),Vectra(美国Celanese公司，1985年),
X7G(美国Eastman公司，1986年)和Ekonol(日本住友，
1986年)等聚酯类液晶高分子生产。
·70年代，Finkelmannno等将小分子液晶显示及存储等特性与聚
合物的良好加工特性相结合的努力使得具有各种功能特性的
侧链液晶高分子材料得到开发。
·作为结构材料，由于液晶高分子是强度和模量最高的高分子。
·作为功能材料它具有光、电、磁及分离等功能，可用于光电
显示、记录、存储、调制和气、液分离材料等。
·从科学意义上看，液晶高分子兼有液晶态、晶态、非晶态、
稀溶液和浓溶液等各种凝聚态，对它的研究将有助于全面地
了解高分子凝聚态的科学奥秘。
第一节概述
·9.1.2有关液晶的基本知识
·一.液晶的特性
·某些物质的结晶在受热熔融或被溶剂溶解之后，在
一定的温度或浓度范围内转变为“各向异性的凝聚
液体”。它既具有液态物质的流动性，又部分地保
留了晶态物质分子排列的有序性，因而在物理性质
上呈各向异性。这种出现在从各向异性晶体过渡到
各向同性液体之间的、兼有晶体与液体部分性质的
过渡状态称为液晶态。处于液晶态的物质称为液晶。
第一节概述
·二、分类
·1.按液晶的形成条件分
●按液晶形成的条件，:热致性和溶致性两类。
·热致液晶是通过加热而呈现液晶态的物质，重要的转
变温度Tm、Tg以及T。。
·溶致液晶是因加入溶剂而呈现液晶态的物质。
●溶致性液晶又分为两类：第一类是双亲分子(如脂肪
酸盐、离子型和非离子型表面活性剂以及类脂等)与
极性溶剂组成的二元或多元体系，第二类是非双亲刚
棒状分子(如多肽、核酸及病毒等天然高分子和聚对
二甲酰对苯二胺等合成高分子)的溶液
·感应液晶
第一节概述
·2.按液晶分子的排列方式
·按液晶分子的排列方式(即液晶相态有序性)可以分为向列
相(nematic,简称N)、近晶相(smectic,简称S)和胆甾相
(cholesteric,简称Ch)
||I|||
IllIllll
|||I||ll|
I||||I|Ill
·大多数液晶及液晶高分子是棒状分子。此外，热致液晶和热
致液晶高分子中还有少数分子的形状呈盘状，盘状分子和盘
状高分子液晶的相态归属于盘状液晶相。
第一节概述
·3.液晶物质的来源
●天然高分子液晶：如纤维素、多肽及蛋
白质、核酸等生物大分子
·合成高分子液晶：如芳香族聚酰胺、芳
香族聚酯、芳香族聚酰胺一酰