Жидкокристаллические системы

Рис. IV. 10. Спектры радикала BIV в лиотропной жидкокристаллической системе пальмитат калия (30%) — вода (70%) при разных температурах [128] а — 39 б — 56° С

Пластинчатые мицеллы являют собой пример жидкокристаллического состояния вещества. По характеру расположения молекул они являются смектическими жидкими кристаллами, которым свойственна слоистая структура при наличии ближнего порядка упаковки молекул в слоях Такие жидкие кристаллы называют лиотропны-м и, поскольку они существуют в жидкой среде, являющейся вторым компонентом системы (тогда как обычные жидкокристаллические системы однокомпонентны). Пластинчатые мицеллы, в отличие от сферических, слабо заряжены, что обусловлено высокой степенью связывания противоионов поверхностью мицелл вследствие высокой ионной силы концентрированных растворов ПАВ. [c.43]

Лиотропные жидкокристаллические системы [c.231]

В результате возникновения мицелл общая концентрация ПАВ резко возрастает. Поскольку истинная (молекулярная) растворимость ПАВ определяется величиной ККМ и практически не меняется, увеличение содержания ПАВ в растворе, как мы видели, обусловлено ростом числа мицелл. При этом мицеллярная растворимость резко растет с температурой. Поэтому вблизи точки Крафта возможен непрерывный переход от чистого растворителя и истинного раствора к ми-целлярному раствору и через мицеллярную систему к различного типа жидкокристаллическим системам и набухшим кристаллам ПАВ (см. [c.228]

Многие ученые рассматривают механизм формирования и спекания пластической массы как мезофазный, т.е. идущий через образование мезофазы. Жидкокристаллические фазы, т.е. системы с промежуточным между кристаллическим и жидким состоянием, в жидких углеводородных системах были обнаружены еще в конце XIX в. Термин жидкие кристаллы ввел О.Леман. В 20-е годы нашего века Дж.Фридель предложил назвать жидкокристаллические системы мезоморфными фазами или мезофазами. В жидких растворах они образуют упорядоченные анизотропные области. Считается, что они имеют надмолекулярную структуру. К жидкокристаллическим фазам применим термин текстура. Молекулярная структура и текстура мезофазы определяют ее физические и технологические свойства. [c.168]

Двух- и многокомпонентные жидкокристаллические системы в зависимости от мезоморфных свойств компонентов в индивидуальном состоянии могут быть разделены на системы из мезоморфных соединений (мезо-ген-мезоген) системы, содержащие жидкокристаллические и немезоморфные компоненты (мезоген-немезоген) системы, состоящие только из немезоморфных веществ (немезоген-немезоген). Основное различие между ними в том, что системы мезоген—мезоген образуют мезофазу, как правило, во всей области составов, а системы двух последних типов — только в определенном, характерном для каждой конкретной системы интервале концентраций. [c.220]

Вопросы, связанные с протеканием окислительно-восстановительных процессов, и данные об электропроводности и жидкокристаллических системах с немезоморфными компонентами обстоятельно рассмотрены в работе [5]. [c.241]

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]

Таким образом, исследование разных параметров спектра ЭПР радикала АХИ(14) позволило исследовать структурные превращения в переходном и гидрофобном слоях рассматриваемой лиотропной жидкокристаллической системы, а также дало возможность проследить за поведением молекул, подобных зонду АХП(14) при их солюбилизации детергентом. [c.170]

Рис. IV.и. Температурные зависимости параметров Зц и т радикала BIV в лиотропной жидкокристаллической системе пальмитат калия (30%) —вода (70%) [128] [c.171]

Жидкокристаллические системы, которые обычно исследуют путем дифференциально-термического анализа (ДТА), дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и политермической поляризационной микроскопии (ППМ), представляют собой довольно сложные объекты, особенно с точки зрения методики эксперимента. Основными трудностями здесь являются незначительные энергетические барьеры и малые скорости фазовых превращений в сочетании с низкой теплопроводностью изучаемых веществ, а также сложность достижения равновесного состояния в твердых образцах из-за высокой упорядоченности мезофазы. Эти особенности часто приводят к появлению противоречивых результатов, которые иногда расходятся и с термодинамическими представлениями о фазовом равновесии. [c.114]

Тип взаимодействия компонентов в бинарных жидкокристаллических системах, иллюстрируемый рис. 5.5, является наиболее распространенным, но не единственным. Как видно из рис. 5.7, при возрастании отклонений не- [c.136]

Приведенные выше примеры реализации систем фотопроводник — жидкий кристалл показывают, что жидкокристаллические системы имеют ряд неоспоримых достоинств, таких как [c.205]

Такого рода эксперименты по светорассеянию для анализа ориентационного порядка были проведены весьма успешно в низкомолекулярных жидкокристаллических системах [20], в обычных жидкостях [21], а также в аморфных полимерах [22--24]. Сведения об ориентационном порядке могут быть получены также из экспериментов по электрическому или магнитному двойному лучепреломлению. Согласно простой теории Ланжевена — Борна [25], экспериментально наблюдаемое двойное лучепреломление представляет собой результат корреляционной частичной ориентации оптически- и магнитно- или электрически-анизотропных частиц под [c.24]

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]

Существенное значение имеют эффекты наложения на жидкокристаллические системы внепших полей магнитных и электрических. Поведение низкомолекулярных жидких кристаллов в присутствии полей вызывает исключительно большой интерес в связи с возможностью использования таких систем в качестве цифровых электронных табло (дисплеев). Под влиянием электрического поля происходят процессы переориентации, в результате которых наблюдается резкое изменение оптических свойств жидких кристаллов, что и позволяет построить на этом принципе быстродействующие световые табло с очень малым расходом энергии. Что касается полимерных жидких кристаллов, то, хотя области практического применения процессов ориентационного перестроения в электромагнитных полях четко не определены, анализ взаимодействия с полями различной природы позволяет судить об их структуре. [c.25]

Наконец, одним из очень чувствительных методов констатации факта фазового перехода в жидкокристаллическое состояние служит определение скрытых теплот, что позволяет одновременно устанавливать и точное положение температурных точек перехода. Современные прецизионные дифференциальные сканирующие калориметры позволяют получить достаточно точную картину не только одиночных, но и множественных переходов в жидкокристаллических системах. [c.25]

Наконец, последнее замечание в связи с обсуждением вопроса об особенностях жидкокристаллического состояния полимерных систем по сравнению с низкомолекулярными системами. Как правило, жесткоцепные полимеры, как наиболее вероятные объекты, образующие жидкие кристаллы благодаря высокой геометрической анизотропии молекул, плавятся при высоких температурах, лежащих за пределами их интенсивного термического распада. Поэтому трудно ожидать для полимеров (может быть, за редкими исключениями) термотропных жидкокристаллических систем, т. е. систем, образующихся при плавлении полимера. Вероятно, это дало основание считать [7, с. 499], что принципиальное различие между полимерными жидкокристаллическими системами и низкомолекулярными жидкими кристаллами заключается в образовании полимерных жидких кристаллов только в растворах, т. е. в образовании лиотропных жидкокристаллических систем. [c.30]

В настоящее время появились данные, которые позволяют считать, что это различие не является принципиальным, хотя, действительно, подавляющее большинство жидкокристаллических систем с участием полимеров относится к классу лиотропных, в то время как для низкомолекулярных веществ преимущественно наблюдаются термотропные жидкие кристаллы, а даже при относительно небольшом разбавлении вещества растворителем жидкокристаллическая система переходит в изотропный раствор. По-видимому, наиболее интересным примером термотропной жидкокристаллической системы может служить расплав полипропилена в определенных интервалах температур. Более подробно этот случай будет рассмотрен в соответствующей главе. [c.30]

Жидкокристаллическое состояние иногда называют четвертым состоянием вещества — оно сочетает в себе признаки хаоса и порядка и в этом смысле может рассматриваться и как промежуточное между ними (мезофаза). Термотропные жидкокристаллические системы получаются при нагревании твердых соединений, лиотропные — при растворении их в соответствующих растворителях. Во всех случаях такие соединения, как правило, представляют собой большие и сложно построенные молекулы к ним относятся, например, м-азоксианизол, олеат аммония, олеат и стеарат таллия, 4-м-алкоксибензойная кислота СпНап-ы—О—СеН4—СООН, бис-(4-п-алкоксибензаль)-2-хлоро-1, 4-фенилендиамин [c.267]

На с. 396 уже говорилось о жидкокристаллических свойствах сократительных белков. При укорочении мышцы меняется период решетки, построенной из протофибрилл. При вдвижении решетки тонких нитей в решетку толстых нитей тетрагональная симметрия заменяется гексагональной. Это можно трактовать как полиморфный переход в жидкокристаллической системе. Вопрос требует дальнейших исследований. [c.404]

Возвращаясь к рнс. 20, мы хотели бы отметить, что ромбовидная картина рассеяния, соответствующая первой стадии установления ориентационного порядка в жидкокристаллической системе, наблюдалась нами и при ориентации пленок, в том числе и существенно аморфных (полиметилметакрилат). Теория малоуглового рассеяния поляризованного света объясняет ромбовидные диафрактограммы рассеянием от [c.76]

У наиболее жесткоцепных полимеров, таких, как ароматические полиамиды или полипептиды в форме а-спиралей, макромолекулы подобны жестким палочкам. Их растворы при низких концентрациях ведут себя как ньютоновские жидкости, а при более высоких концентрациях они проявляют аномалию вязкости. При некоторой критической концентрации в них возможно образование тактоидной структуры , и они начинают вести себя подобно жидкокристаллическим системам со всеми особенностями, характерными для этих систем . В определенном диапазоне концентраций могут быть получены кривые течения растворов жесткоцепных полимеров с очень хорошо развитой структурной ветвью, как это показано па рис. 2.45 (по данным Дж. Янга ). [c.224]

ХОД В предупорядоченное состояние замедлен по сравнению с резким переходом, наблюдаемым обычно в жидкокристаллических системах. Из аморфной или предупорядоченнсй фазы может развиться чисто кристаллическая фаза. На основе результатов рентгеноструктурных исследований было высказано предположение,, что полимерная цепь сохраняет единое межцепное расстояние, равное в данном конкретном случае 8,78 А. Однако регулярная периодичность в направлении основной цепи при этом не сохраняется. Незначительные отклонения от регулярного расположения вдоль продольных осей молекул могут привести к такой структуре, в которой существует поперечный порядок и отсутствует продольный.. [c.33]

Помимо поли-у-бензилглутамата изучались также растворы других полипептидов и различных биологических частиц, таких, как вирус табачной мозаики [71], способные образовывать жидкокристаллические фазы. Для растворов вируса табачной мозаики Бернал и Фанкухен [72] получили рентгенограммы рассеяния, согласующиеся с двумерным гексагональным порядком палочкообразных частиц вируса. Структуры и текстуры, обнаруженные в жидкокристаллических растворах биологических систем, не отличаются от тех, которые существуют в низкомолекулярных термотропных жидкокристаллических системах. [c.37]

В работах [127, 128, 162] изучены термотропные переходы в лиотропной жидкокристаллической системе ионный детергент — вода следующего состава 30 вес.% пальмитата калия Hg( H2)i4 OOK и 70 вес. о воды. При этом составе в исследованном интервале температур О—100° С система должна существовать в нескольких состояниях ниже 35° С — в состоянии геля и коагеля, в диапазоне 35—80° С — в виде гексагональной жидкокристаллической фазы, а выше должна располагаться область сосуществования гексагональной фазы и мицеллярного раствора [163]. [c.168]

Рпс. IV.9. Температурные завпспмости параметров А п т радикала АХП(14) в лиотропной жидкокристаллической системе пальмптат калия (30%) — вода (70%) [127] [c.169]

В последнее время в качестве источников света при изучении рассеяния под малыми углами используют лазеры, которые особенно удобны при динамических испытаниях, где требуются короткие экспозиции. Так, А. Т. Серков и О. А. Ханчич изучали различные уровни надмолекулярной организации в студнях волокнообразующих полимеров полиакрилонитрила, полисульфонами-да и поли-л-бензамида [5]. На рис. 3, а представлена полученная этими авторами дифрактограмма жидкокристаллической системы поли-л-бензамид (9%) — диметилацетамид — Ь1С1 (3 /о). Центрально-симметричная дифрактограмма соответствует беспорядочной ориентации стержневидных элементов рассеяния. При осаждении раствора й осадительную ванну (20% диметилацетами-да и 80% НгО) через 1,7 с появляются дискретные рефлексы (рис. 3,6), наблюдаемые в высокоориентированных полимерных системах, что указывает на большую упорядоченность в полимерном студне, чем в растворе этого полимера. Кинетические исследования показали, что упорядочение структур происходит при этом через 0,2—0,5 с фазового разделения. [c.65]

Если это так, то можно ожидать, что энергия межмолекулярной связи в жидкокристаллических системах с участием полимеров, где благодаря упорядоченному взаимному расположению макромолекул суммируется взаимодействие отдельных звеньев цепи, окажется достаточной для образования пространственного остова, в котором вязкое течение будет чрезвычайно мало. Действительно, некоторые лиотропные жидкокристаллические полимерные системы образуют студни, обладающие высокой обратимой деформацией при практическом отсутствии текучести. Эти системы еще недостаточно подробно изучены, поэтому мы ограничимся только двумя примерами для иллюстрации возможных вариантов обпазования студней в жидкокристаллических полимерных системах. [c.153]

В работах Платэ, Шибаева и др. [80, 81J описаны студни, образуемые в растворах полимерами с длинными боковыми группами, в частности полигексадецил-акрилатом (так называемые гребнеобразные полимеры). Уже при концентрации полимера около 0,3% в н-алифатических углеводородах (Сю— ie) и одноатомных алифатических спиртах (С — 12) возникают студни, температура плавления которых в спиртах составляет 28 °С независимо от длины углеродной цепи спирта, а в углеводородах—от 13 °С (н-декан) до 26 °С (н-гек-садекан). По наличию упорядоченности, констатируемой рентгенографически, и малым величинам тепловых эффектов плавления студней можно предположить, что в данном случае также имеет место возникновение жидкокристаллической системы, обусловленной взаимным упорядочением боковых групп полимера. [c.154]

Вероятно, описанные случаи являются лищь частными примерами возникновения студнеобразного состояния в лиотропных жидкокристаллических системах и следует ожидать появления новых сведений об этом представляющем интерес классе студней. Нужно, однако, иметь ввиду, что названные выще жидкокристаллические системы принципиально отличаются от жидкокристаллических растворов жесткоцепных полимеров типа, например, поли- бензил-1-глутамата в спирализующих растворителях или поли-п-бензамида в апротонных растворителях [82—84], хотя последние при повыщенных концентрациях могут иметь столь высокую вязкость, что по внещним признакам их следовало бы отнести к студнеобразным системам. [c.154]

Второй фазой двухфазных гелей может быть не только жидкий компонент, но и коллоидные растворы загустителя в жидком компоненте, в том числе и жидкокристаллические системы. Таким образом, загуститель может составлять самостоятельную кристаллическую фазу и в то же время находиться в более тонкодисперсном состоянии в другой фазе. В зависимости от природы и кристаллической структуры загустителя, степени его дисперсности и концентрации, а также температуры консистентные смазки могут существовать в различных коллоидных модификациях. Результаты микроскопических, электронно-микроскопических и рентгеноскопических исследований показали, что при обычных температурах в большинстве консистентных смазок загуститель диспергирован в виде анизометричных кристаллических частиц, имеющих длину макроскопических, а толщину и ширину коллоидных размеров. Это дает основание рассматривать их как гели или, как это предложил Г. В. Виноградов [20], пользуясь терминологией Веймарна, как псевдогели. Однако при повышении температуры в результате дезагрегации [c.24]

Таким образом, можно отметить два обстоятельства, связанные с растворами мезофазогенных веществ. Во-первых, исходя из твердого кристаллического вещества, можно в определенном интервале температур, при которых вещество еще находится в кристаллической форме, получить жидкокристаллическую систему путем введения растворителя. Системы, находящиеся в мезоморфном состоянии при наличии растворителя, или, как это было принято считать при установлении основной терминологии, жидкокристаллические системы, образовавшиеся при растворении твердого вещества, называются лиотропными жидкими кристаллами. Как видно из рис. 1.2, различие между термотропными и лиотропными жидкокристаллическими системами чисто условное. Если взять, в частности, смесь веществ Л и при их соотношении, отвечающем на рис. 1.2 составу Саиь то, изменяя температуру от точки, лежащей выше Гь и до точки, лежащей, например, выше Гг, можно наблюдать при повышении и понижении температуры все те переходы, которые характерны для истинно-термотропных жидкокристаллических систем с чистым ме-зофазогенным веществом. [c.20]

Конечно, схематическая диаграмма состояния, приведенная на рис. 1.2, не отражает всех сложных случаев лиотропных жидкокристаллических систем даже для низкомолекулярных компонентов. Дело, в частности, в том, что кроме фактора асимметрии в образовании некоторых жидкокристаллических систем существенную роль играет и межмолекулярное взаимодействие, и особенно геометрия размещения в молекуле взаимодействующих групп. Так, для мыл (солей жирных кислот с длинными углеводородными хвостами ) способность образовывать лиотропные жидкокристаллические системы связана с дифильностью молекул, в результате которой при взаимодействии с водой по месту лиофильных кислотно-солевых групп происходит специфическая слоевая упаковка молекул с размежеванием лиофильных и лиофобных групп. Определенные количественные соотношения между сорбируемыми молекулами растворителя (воды) и лиофильными группами обусловливают возможность образования нескольких участков на диаграмме состояния, отвечающих различным структурам жидких кристаллов. [c.21]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология