本项目拟设计并合成新型的具有巨大旋光能力的螺旋结构聚合物/液晶侧链接枝共聚合的多功能聚合物,研究体系的组成、结构和性能之间的关系和规律,以得到具有很强的自组织能力、易于高度稳定取向的具有巨大旋光功能和高速电光调制功能的新一类聚合物材料;以各种原位光谱和衍射技术研究共聚合及共混螺旋聚合物液晶薄膜材料高取向、稳定取向的机理,构建适当的数理模型阐释材料取向机理,制备高度取向的薄膜材料;研究聚合物材料的旋光性能和电光调制性能并进一步探索高速电光调制器件和显示器件的制备方法,为器件的研制提供重要的经验和数据。巨旋光能力和高速电光调制器件聚合物材料是一类潜在的优异的平板显示材料。
螺旋聚合物结构作为一种刚性棒状结构,可形成高模量材料和液晶,同时有巨大旋光能力可制备光电材料。本课题设计并合成了系列新型的含有液晶基元和螺旋聚合物单元的液晶/螺旋结构聚合物材料;研究了体系的组成、结构和性能之间的关系和规律,得到了具有很强的自组织能力、形成液晶的材料;研究材料的自组织能力和预期的旋光能力。首先合成了系列的带有酚羟基和烷羟基及介晶基元的引发剂,经过开环聚合在辛酸亚锡或三乙基铝共引发剂催化下引发丙交酯开环聚合生成目标化合物液晶-聚乳酸共聚物,经过调节引发剂与丙交酯的摩尔比获得不同分子量的聚合物。聚合物材料的分子量经过凝胶渗透色谱(GPC),核磁共振方法和紫外可见光谱测量进行表征,表明分子量决定于引发剂与丙交酯的摩尔比。CD谱测试表明了材料形成了典型的螺旋结构。通过差示扫描量热(DSC)测量和偏光显微镜表征了材料的热性能和液晶性,材料表现出较好的液晶性,但是液晶温度区间随着分子量的增加而减小,聚合度 >30时基本上趋于稳定。X射线衍射结果表明材料形成典型的层状液晶相,层厚度与分子长度相当。制备有序取向结构聚合物薄膜将为实现材料的巨大旋光和高速光电调制性能提供可能。