Гребнеобразные ЖК эластомеры

Жидкокристаллические гребнеобразные эластомеры [c.370]

В сборник включены обзорные статьи по наиболее актуальным и интересным вопросам химии и физико-химии полимеров. Отдельные статьи посвящены успехам в области сополимеризации винил-хлорида, стабилизации эластомеров, а также структуре и свойствам гребнеобразных полимеров, расположению по типам функциональности в реакционноспособных олигомерах, большим деформациям в кристаллических полимерах. Рассмотрены методы исследования полимеров с помощью парамагнитного зонда и ИК-спектроскопии. [c.2]

Склонность гребнеобразных макромолекул к упорядочению за счет ассоциации боковых цепей находит отражение в легкости образования ленточных надмолекулярных структур, характерных для эластомеров [c.133]

В последнее время изучение жидкокристаллического порядка в полимерах все в большей степени привлекает внимание многих исследователей. По-видимому, одна из основных причин этого явления кроется в возможности использования нематического состояния концентрированных растворов некоторых жесткоцепных полимеров для получения материалов с высокими механическими свойствами (гл. 4). Однако следует иметь в виду, что область проявления мезоморфных свойств в полимерных системах этим, хотя и важным, примером далеко не ограничивается. Так, в последние годы получило развитие другое направление — синтез и исследование полимеров на основе гибкоцепных гребнеобразных молекул с мезогенными боковыми группами (гл. 3). Несмотря на то что перспективы технического использования таких полимеров пока еще не вполне ясны, изучение их по ряду причин следует считать важным. Не менее широко известны работы по изучению морфологий блок-сополимеров, в концентрированных растворах и гелях которых наблюдаются структуры, аналогичные жидкокристаллическим (гл. 6). Заманчивой перспективой практического использования таких систем является возможность создания материалов, сочетающих свойства эластомеров и пластиков. [c.5]

Поскольку в качестве мезогенных групп, присоединенных к основной цепи, используются не только простые стержнеобразные, но и более сложные по строению дискообразные и парные фрагменты, то, вероятно, их скорее следует называть не просто мезогенами, а мезогенными системами . Сегодня уже осуществлен синтез широкого класса разнообразных мезогенных систем, различающихся как по строению, так и по форме. Оказалось, что химики-органики могут синтезировать чрезвычайно сложные по строению мезогенные фрагменты и вводить их в полимеры, которые вследствие этого становятся мезоморфными [16]. Роль гибкой развязки в гребнеобразных ЖК полимерах в настоящее время твердо установлена изучены ЖК полимеры с микрофазовым разделением (см. гл. 3 и приведенные в ней ссылки), которые представляют интерес для создания различных физических приборов и устройств. Химическое строение гибкой развязки также можно модифицировать существуют полностью фторированные и этиленоксидные гибкие развязки. Известны также неорганические силоксановые гибкие развязки, а также сшитые (рис. 1.1, ФО) ЖК полимеры. Использование сшивания ведет к получению разнообразных типов ЖК эластомеров и сеток, которые могут образовывать интересные сегнетоэлектрические фазы типа 5с (см. гл. 5, разд. 5.4.1). Методы получения гребнеобразных ЖК полимеров детально рассмотрены в гл. 3—5. [c.11]

Оптические защитные оболочки. Некоторые типы линейных ЖК полимеров с мезогенными группами в основной цепи используются главным образом для получения защитных оболочек световодов . Проводятся также исследования по изучению возможности применения гребнеобразных ЖК полимеров в интегральной оптике, например в качестве волноводов (см. гг. 4), а также эластомеров (см. гл. 8 и 12). [c.13]

В этой главе приведены некоторые качественные соображения, лежащие в основе описания наблюдаемых и предсказанных новых нематических фаз гребнеобразных полимеров и их сложных фазовых диаграмм, а также смектических фаз и эластомеров. В заключение мы суммируем эти результаты и выскажем некоторые соображения о диэлектрическом отклике системы. В других главах будут рассмотрены сложные проблемы молекулярного дизайна гребнеобразных полимеров и особенности строения различных фаз, определяемые их химической структурой. В данной же главе рассматриваются лишь модельные молекулы для того, чтобы проиллюстрировать, как возникает указанная конкуренция и как она может быть разрешена. [c.17]

В данной главе были рассмотрены особенности конформационного строения гребнеобразных ЖК полимеров, обусловленные конкуренцией между энтропией полимера и мезоген-ным порядком как нематического, так и смектического типов. Основная цепь гребнеобразного нематического полимера, обладающего хоть какой-либо гибкостью, стремится принять форму статистического клубка. Эта тенденция находится в противоречии с ориентационным порядком, возникающим в системе жестких нематических элементов, входящих в саму основную цепь или в присоединенные к ней боковые группы. Это противоречие существует уже в червеобразных нематиках, однако у гребнеобразных полимеров имеется дополнительная особенность. Гибкие развязки соединяют боковые группы с основной цепью таким образом, что эти группы могут оспаривать право на преобладающую роль в нематическом упорядочении. Это создает условия для образования как минимум трех различных нематических фаз, которые затем конкурируют друг с другом и с изотропной фазой, в результате чего возникают сложные фазовые диаграммы. Мы рассмотрели некоторые из них с целью прояснения на отдельных примерах возникающую в системе конкуренцию. Ограничение на выход из плоскости основной цепи в случае смектических гребнеобразных полимеров также приводит к уменьшению энтропии цепи и вызывает ее сопротивление накладываемым ограничениям. Частичное восстановление энтропии цепи обсуждается в разделе, посвященном смектическим гребнеобразным полимерам. Наконец, соображения об изменении энтропии, формы цепи и нематического порядка используются для описания твердых тел (нематических эластомеров). Рассмотрена феноменологическая и [c.51]

После короткого экскурса в вопросы синтеза и описания гребнеобразных ЖК эластомеров будут рассмотрены основные физические свойства, такие, как, например, фазовые переходы ориентация директора, механическое и фотоупругое поведение. В заключение обсуждаются проблемы будущего развития данного направления, а также возможные пути практического ис-пользования этих материалов. [c.371]

Иной подход к объяснению ориентационных свойств гребнеобразных ЖК сеток базируется на модели доменного строения эластомеров [21]. В зависимости от длины развязки преимущественно возникают домены одного или другого типа, которые и определяют характер ориентации директора по отношению к оси деформации. Однако, согласно этой. модели, априори вводится некоторое маловероятное полярное взаимодействие между мезогенными фрагментами, что плохо согласуется с экспериментальными наблюдениями [18]. [c.380]

Изучение различных факторов, определяющих упругие свойства ЖК эластомеров, предоставляет широкое поле для экспериментальных исследований. Описанные ниже эксперименты дают первые представления об особенностях механического поведения гребнеобразных ЖК эластомеров. [c.383]

Совместить ЖК порядок с сетчатой структурой удается путем связывания мезогенных фрагментов, в химическом отношении подобных молекулам низкомолекулярных жидких кристаллов, с полимерной сеткой. Физические свойства таких гребнеобразных ЖК эластомеров определяются анизотропией сетки и упорядоченностью ЖК фазы. [c.392]

Эластооптические явления. На основе гребнеобразных ЖК эластомеров получены блочные образцы (толщиной около [c.14]

Во введении (разд. 2.1), посвященном тому, какие фазы возможны в гребнеобразных полимерах, мы уже упоминали о работе Коха и др. [8] по исследованию эластомеров. Отметим еще раз, что в изотропной фазе гребнеобразных полимеров вблизи фазового перехода отрицательный механооптический эффект увеличивается при усилении предпереходных нематических флуктуаций. Это наводит на мысль, что при вытягивании основных цепей под действием внешнего напряжения боковые группы (определяющие основной вклад в оптическую анизотропию) вынуждены ориентироваться в плоскости, перпендикулярной направлению растяжения. Таким образом, для подобных молекул константа ь т считается отрицательной величиной, и поэтому в системе наиболее вероятно образование нематической фазы Ыг или N11. Отличие этих фаз состоит в том, что после приложения напряжения вдоль директора фаза N1 остается одноосной, а фаза Мц становится двуосной, что соответствует результатам наблюдений. Этот эффект можно представить наглядно с помощью рис. 2.1. В последующих экспериментальных работах на ту же тему [22] выявлены дополнительные трудности в установлении роли химического строения гибких развязок. Так при исследовании ряда гребнеобразных полимеров обнаружено, что боковые группы ориентируются либо параллельно, либо перпендикулярно относительно приложенного напряжения (а следовательно, и основной цепи) в зависимости от числа атомов углерода в гибкой развязке. Дальнейшее обсуждение возможностей получения информации о фазах и различных типах упорядочения путем исследования полимерных сеток оптическими методами, а также с помощью методов ИК дихроизма и ЯМР изложено в гл. 10 и кратко в гл. 8. [c.34]

Важное свойство сетки состоит в том, что она представляет собой систему цепей, достаточно прочно связанных между. обой, чтобы оказывать сопротивление нагрузке. Новый элемент здесь сводится к тому, что цепи, естественно, могут стремиться принять анизотропную форму. Как обсуждалось выше, это свойство может быть связано с анизотропией в ориентации жестких подвесок гребнеобразных полимеров или с наличием мезогенных групп в основной цепи линейных ЖК полимеров. Сетка гребнеобразного полимера схематически изображена на рис. 2.8, но на нем боковые группы не показаны, так что этот рисунок можно рассматривать как модель эластомеров с мезогенными группами в основной цепи. [c.45]

В 1976 г. было показано, что силоксановые каучуки, растворимые в органических растворителях, при УФ-облучении превращаются в новые материалы, имеющие вид от мягкой резины до твердых стекол [79]. Спустя несколько лет Финкельман и сотр. [80] показали, что сшитые гребнеобразные ЖК полисилоксаны образуют ЖК сетки, сохраняющие свою форму. При механической деформации резин мезогенные группы ориентируются и мутный образец становится прозрачным. В этих полимерах соотношение 51Ме2 51Ме (мезоген) составляло 60 60 минус число сшивающих звеньев (от 6 до 12). Кривые ДСК по форме походили на аналогичные кривые для линейных полимеров, но их температуры переходов часто были несколько ниже. Эти эластомеры сильно отличались от эластомеров, описанных в том же году в работе [81] сетки, полученные в работе [81], не обладали термотропным мезоморфизмом. [c.170]

Данная глава начинается с описания этих методов, после чего проводится обзор полученных авторами результатов, касающихся молекулярного порядка и подвижности гребнеобразных ЖК полимеров, отличающихся рядом параметров гибкостью полимерной цепи, длиной гибкой развязки и природой мезогенных групп (стержнеобразные и дискотические). Эти результаты сравниваются с данными малоуглового нейтронного рассеяния, рентгенографии, ЭПР и диэлектрической релаксации. В заключение некоторое внимание уделяется исследованиям ЖК эластомеров (см. гл. 10) и методу измерения сверхмедлен-ной переориентации директора на молекулярном уровне. [c.298]

В наиболее удобном способе получения эластомеров исходят из хорошо охарактеризованных линейных полимеров, содержащих реакционноспособные центры. Связать активные центры можно либо путем проведения химической реакции, либо при помощи сшивающего агента. Первые гребнеобразные ЖК эластомеры были получены на основе полисилоксанов [1]. Схема синтеза приведена на рис. 10.1. Реакция протекает в одну стадию, поскольку мезогенную группу и сшивающий агент одновременно добавляют к линейному полигидридметилсилоксану. Основные характеристики таких эластомеров приведены в таблице 10.1. На рис. 10.2 представлены кривые ДСК линейного и соответствующего сшитого полимера (образцы 1е и 2е из табл. 10.1). Поскольку гибкая сшивка не содержит мезогенных групп, температуры стеклования и просветления эластомера ниже, чем у линейного полимера. Однако интервал существования ЖК фазы остается неизменным. [c.371]

Первые эксперименты с гребнеобразными ЖК эластомерами показывают, что переход нематическая фаза — изотропная фаза зависит от деформации. Открытым остается вопрос, можно ли достичь критической точки в условиях механического деформирования. Для ЖК эластомеров, в которых анизотропия сетки и ЖК порядок сильно взаимосвязаны, такая перспектива представляется вполне реальной тем более для ЖК эластомеров с мезогеннььми группами в основных цепях. Однако гребнеобразные ЖК эластомеры также позволяют реализовать условия, при которых усиливается взаимосвязь между анизотропным порядком и свойствами цепи. [c.379]

Для ЖК эластомеров выше Гпр справедливы те же соотношения напряжение — деформация, что и для обычных каучуков. Поскольку в ЖК состоянии ЖК порядок связан со свойствами сетки, при расчете свободной энергии деформации начинают с рассмотрения анизотропии сеток. Следовательно, как конфор-мационные свойства цепей, так и энергетические взаимодействия следует рассматривать с учетом направления. Это предполагает использование для описания упругих свойств статистики анизотропных цепей и анизотропного вклада флуктуационных узлов и зацеплений. Как показал Де Жен для ЖК полимеров с мезогенными группами в основных цепях [32], скольжение зацеалений осуществляется преимущественно в направлении, параллельном предпочтительному, и ограничено в перпендикулярном ему направлении. Это применимо и к гребнеобразным ЖК эластомерам. В последнем случае необходимо учитывать влияние боковых групп на скольжение цепей. Как было рас- [c.382]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология