合成含光學活性薄荷酮衍生基之液晶單體、高分子與共聚物及其特性探討

Synthesis and Characterization of Liquid Crystal Monomers, Homopolymers, and Copolymers with Menthone Derivatives

洪琳今(Sintha)

指導教授 ： 李育德

國立清華大學/工學院/化學工程學系/碩士(2010年)

摘要

本研究合成含薄荷酮光反應基之液晶原單體(M1/M2/M3)與含甲氧烷基之單體(N1)，再利用自由基聚合方式合成側鏈型液晶高分子，得到均聚物與共聚物，希望可作為反射式偏光膜之材料。
所合成出來的化合物與高分子均使用氫質子核磁共振光譜儀(1H-NMR)、傅立葉轉換式紅外線光譜儀(FT-IR)、元素分析儀(EA)與質譜儀(MS)來鑑定其化學結構，利用熱重分析儀(TGA)及微差熱掃描卡計分析儀(DSC)得到其熱裂解溫度與熱性質之分析，之後再利用偏光顯微鏡(POM)及X光繞射分析儀(XRD)觀察其液晶相紋理及其微結構排列，並利用凝膠滲透層析儀(GPC)量測高分子之分子量及分子量分佈。本實驗所合成之高分子，均聚物PM1與PM2均為對掌向列型(N*)高分子液晶，均聚物PN1為層列型(SmA)高分子液晶，共聚物均為對掌層列型(SmA*)高分子液晶，以AIBN作為起始劑，合成出數目平均分子量約在1~2 x 104 dalton之聚合物，其5wt%熱重損失均在310℃以上，為熱性質良好之材料。
具有薄荷酮官能基之化合物與高分子，在不同UV曝光量下，其313nm波長之吸收有明顯下降的趨勢，再藉由1H-NMR的鑑定，確認在UV光照射下進行E-Z異構化反應；再將比旋光度值(specific rotation)最高之M3與市售液晶Merck E7摻混，可誘導出膽固醇型液晶相，並且在適當調配比例下，可在可見光範圍具有選擇性光反射現象，並經由照UV光使碳碳雙鍵進行E-Z異構化反應，改變整體液晶排列，使得選擇性光反射波長往長波長移動；由此結果顯示出，以特定配方組合，使反射光波段位於可見光範圍，再利用UV照射進行E-Z異構化反應來調控材料之螺距，進而涵蓋全可見光範圍。

關鍵字

液晶高分子 ； 膽固醇型液晶 ； 薄荷酮 ； 偏光膜

並列摘要

無資料

並列關鍵字

polymer liquid crystal ； cholesteric liquid crystal ； menthone ； polarizing film

參考文獻

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