ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие сведения о жидкокристаллическом состоянии веществ из "Жидкокристаллическое состояние полимеров" Примеры мезоморфного состояния жесткоцепных полимеров. [c.3] Домены в полимерных жидких кристаллах. ... Литература. [c.4] В последнее время большой интерес вызывают жесткоцепные полимеры. На основе этих полимеров получены высокопрочные и термостойкие материалы с исключительно важным комплексом свойств. В области молекулярной биологии синтетические аналоги белков, молекулы которых способны переходить в жесткие спирали, используются как модельные системы для изучения структурных превращений в живых организмах. [c.5] Одна из специфических особенностей жесткоцепных полимеров заключается в образовании лиотропных жидкокристаллических систем. Наряду с бурным развитием науки о низкомолекулярных жидких кристаллах в последние годы приобретает самостоятельное значение и новое ответвление физикохимии полимеров, связанное с изучением полимерных жидких кристаллов. Третье фазовое состояние конденсированных систем, лежащее между аморфным и кристаллическим, а именно мезоморфное состояние, оказалось характерным и для полимеров. [c.5] Предлагаемая книга является первой попыткой обобщения полученных к настоящему времени сведений о полимерных жидкокристаллических системах. При этом преследовалась цель в сжатой форме ознакомить читателей с состоянием проблемы и с некоторыми аспектами использования полимерных жидких кристаллов. [c.5] Главы 1, 2, 3, 5 и часть главы 6 написаны С. П. Папковым, глава 4 и часть главы 6—В. Г. Куличихиным. [c.5] Авторы приносят глубокую благодарность доктору физико-математических наук А. Я- Малкину за полезные замечания по плану книги и доктору физико-математических наук С. Я- Френкелю за просмотр рукописи и данные при этом ценные рекомендации. Авторы также благодарят сотрудников Всесоюзного научно-исследовательского института искусственного волокна доктора технических наук, профессора Г. И. Кудрявцева, доктора химических наук М. М. Иовлеву, кандидата технических наук А. В. Волохину и старшего научного сотрудника В. А. Платонова за плодотворное обсуждение ряда вопросов, связанных с жидкокристаллическим состоянием ароматических полиамидов. [c.5] Таким образом, одновременно с констатацией новизны этого направления в химии и физике полимеров и его практического значения можно положительно ответить и на первый из указанных вопросов — о своевременности обобщения уже накопленного материала. [c.7] В ходе изложения материала неоднократно указывается на то, что жидкокристаллическое состояние является хотя и промежуточным между аморфным и истинно кристаллическим, но вполне определенным фа-зовым состоянием. К сожалению, ни в учебной, нн в специальной научной литературе по полимерам вообще ие упоминаются ни примеры, ни даже принципиальная возможность такого состояния. Этим грешат даже и общие курсы физической химии. Возможно, что в настоящее время, когда теоретический интерес к низкомолекулярным жидкокристаллическим веществам подкреплен их широким практическим использованием в электронной технике и в других прикладных областях, описанию этого состояния низкомолекулярных веществ будет уде-лецо значительно большее внимание. Тем не менее авторы сочли целесообразным предварить изложение материалов, относящихся к полимерам, кратким рассмотрением вопроса о жидких кристаллах, образуемых низкомолекулярными веществами, поскольку эти системы гораздо более детально изучены и основные представления о них могут быть перенесены на жидкие кристаллы полимерных соединений. [c.7] Перенесение ряда закономерностей, выявленных для низкомолекулярных веществ, на высокомолекулярные соединения с учетом, конечно, специфики последних особенно справедливо для области фазовых равновесий, как это было ранее показано, в частности, для систем полимер — растворитель. Поэтому вполне оправданной, на наш взгляд, является первая, как бы вводная, глава настоящей монографии, в которой даются основные понятия о жидких кристаллах вообще на примере низкомолекулярных соединений. Эта глава служит кратким введением в сущность вопроса и помогает усвоить основную терминологию, а также некоторые общие приемы исследований (главным образом способы констатации перехода веществ в жидкокристаллическое состояние). [c.8] Конечно, область жидкокристаллического состояния полимеров очень сложна, особенно на современном этапе ее разработки, и в частности в том ее разделе, который касается теоретической интерпретации явлений. Если в сфере аморфного состояния полимеров, которое уже давно подвергается подробному изучению, остается еще много неясного, а теоретические построения во многом представляются спорными, то такое положение в еще большей степени касается полимерных жидких кристаллов. Соответственно сложным оказывается и изложение этого предмета. [c.8] Непосредственно примыкает к этой главе и четвертая глава, в которой описываются морфологические особенности жидких кристаллов жесткоцепных полимеров, оптические и реологические свойства жидкокристаллических систем и поведение их при наложении внешних полей (механических, электрических, магнитных). В этой главе показана возможность непосредственного сопоставления полимерных жидкокристаллических систем с низкомолекулярными. Из нее вытекают и некоторые практические следствия. [c.10] О содержании пятой главы уже говорилось выше при рассмотрении вопроса об отнесении упорядоченных систем, образуемых блок-сополимерами, к жидким кристаллам. Эта глава завершает описание теоретических основ и экспериментальных примеров жидкокристаллического состояния полимеров. [c.10] В заключительной, шестой главе кратко рассматриваются прикладные вопросы, среди которых видное место занимает недавно созданная технология получения синтетических волокон особо высокой прочности на основе растворов полимеров, находящихся в жидкокристаллическом состоянии или переходящих в это состояние в ходе технологического процесса. [c.10] В настоящей главе кратко излагаются основные понятия и термины, принятые в области химии и физики жидких кристаллов. Как отмечалось во введении, область полимерных жидкокристаллических систем находится еще в стадии начального развития. Поэтому основные понятия и соответственно терминология заимствуются из более подробно изученной области низкомолекулярных жидких кристаллов. В связи с этим целесообразно дать краткий обзор строения и свойств низкомолекулярных жидких кристаллов, не претендуя на обстоятельное и полное рассмотрение этой, в настоящее время достаточно обширной и разветвленной области науки, которой посвящены специальные монографии. [c.11] Сам термин жидкие кристаллы содержит в себе противоречие. Под кристаллами понимают анизотропные твердые вещества, обладающие, как правило, очень низкой деформацией даже под действием больших внешних нагрузок. С другой стороны, под жидкостями подразумевают легкотекучие веществе, которые в равновесном состоянии покоя обладают изотропией физических свойств, в том числе и оптических. [c.11] Между тем около ста лет тому назад было установлено, что у некоторых веществ органической природы, находящихся в расплавленном состоянии, т. е. способных течь, обнаруживается тем не менее анизотропия оптических свойств (двулучепреломление). При рассмотрении в поляризованном свете, в котором обычные жидкости при скрещенных поляроидах оптически пусты, эти особые расплавы ведут себя как кристаллические вещества, т. е. деполяризуют свет и становятся видимыми. Это обстоятельство и дало основание назвать такой тип веществ жидкими кристаллами. [c.11] Сущность жидкокристаллического состояния заключается в том, что некоторые вещества благодаря своему особому молекулярному строению при достижении температуры, отвечающей разрушению трехмерной кристаллической решетки, не переходят непосредственно в изотропную жидкость (расплав), а сохраняют упорядоченность во взаимном расположении молекул. Эта упорядоченность отличается от строгого трехмерного порядка в истинных кристаллах, где молекулы (или атомы) занимают определенные места и способны только к относительно небольшим колебаниям вокруг своего основного положения. В жидкокристаллических системах порядок не трехмерный, а, по определению Грея I, с. 9], двух- или одномерный, т. е. упорядоченность хотя частично и нарушается, но всегда сохраняется дальний порядок в одном или двух направлениях, что и обусловливает, с одной стороны, достаточную подвижность (способность к необратимым деформациям), а, с другой стороны, проявление анизотропии физических свойств в отличие от жидкостей, обладающих нулевым дальним порядком. [c.12] Само открытие жидких кристаллов было связано с тем, что при плавлении некоторых веществ вместо прозрачного расплава обнаруживали мутную жидкость, т. е. жидкость, рассеивающую свет. Такое светорассеяние обусловливается гетерогенностью системы, подобной той гетерогенности, которая наблюдается у мелкораздробленного поликристаллического вещества. Лишь при дальнейшем повышении температуры у таких веществ наблюдался переход к обычному прозрачному и недву-лучепреломляющему расплаву. [c.12] Вернуться к основной статье