Термотропные вещества

Мезоморфные состояния. Вещества, состоящие из цепных молекул, могут быть переведены в состояние, промежуточное (мезоморфное) между твердым и жидким. При плавлении или растворении таких веществ получают жидкие (по агрегатному состоянию) системы, но характеризующиеся анизотропией свойств, что является признаком кристаллического состояния вещества. Поэтому такие системы называют жидкими кристаллами. Различают жидкие кристаллы термотропные, полученные нагреванием твердых кристаллов, и [c.112]

Известны два типа жидких кристаллов термотропные и лиотропные. Термотропные жидкие кристаллы образуются при нагревании вещества, и их можно, в первую очередь, подразделить на смектические, нематические и холестерические жидкие кристаллы (рис. 29). [c.48]

Жидкие кристаллы делятся на два больших класса термотропные и лиотропные. В первом случае переход в жидкокристаллическое состояние происходит в индивидуальном вешестве (в расплаве полимера) при изменении температуры, а во втором — в присутствии растворителя (в растворе полимера). Наиболее часто жидкокристаллическое состояние проявляется в растворах жесткоцепных полимеров, хотя в последние годы появились сообщения о возможности реализации жидкокристаллического состояния и в расплавах гибкоцепных полимеров. Деление жидких кристаллов на термотропные и лиотропные обосновано главным образом различием числа компонентов системы. Что касается термодинамического смысла, то лиотропные жидкие кристаллы могут (и должны) претерпевать переходы по температурной шкале, а термотропные вещества можно рассматривать как растворы со 100%-ной концентрацией полимера, т. е. различия здесь не принципиальны вопрос же о соответствии структурных особенностей термотропных и лиотропных жидких кристаллов до сих пор остается открытым. [c.148]

Вещества, потенциально способные находиться в жидкокристаллическом состоянии, называются мезогенными. Если форма макромолекул анизотропна, то переход от кристалла в изотропную жидкость может происходить через ряд мезофаз. Если переход происходит под влиянием тепла, то он определяется как термотропный мезоморфизм если он осуществляется под действием растворителей, то процесс описывается как лиотропный. Термотропное жидкокристаллическое состояние реализуется при нафевании мезогенных веществ выше или при переохлаждении расплава. [c.149]

В настоящей книге мы рассмотрим только термотропные материалы. Имея в виду эти различные вещества, можем перейти к описанию необычных термодинамических фаз, которые они образуют. Классификация мезофаз [23—25] (впервые ясно проведенная Фриделем [23] в 1922 г.) основана в сущности на их симметрии. Есть два основных класса — нематики и смектики, к обсуждению которых мы теперь перейдем. [c.20]

Дальнейшие исследования показали, что жидкокристаллическое состояние вещества возникает не только при нагревании, но и при растворении некоторых кристаллических веществ, например олеата аммония в смеси воды и спирта. Такие жидкие кристаллы называются лиотропными в отличие от термотропных жидких кристаллов, образующихся при нагревании. У некоторых веществ жидкокристаллическое состояние возникает лишь при переохлаждении расплава. [c.249]

Жидкокристаллическое состояние занимает промежуточное положение между аморфным (жидким) и настоящим кристаллическим состоянием. Жидкие кристаллы обладают одновременно свойствами жидкостей (текучестью) и кристаллов (анизотропией свойств), но в отличие от твердых кристаллов дальний трехмерный гю-рядок у них отсутствует. Различают термотропные жидкие кристаллы, образующиеся при термическом воздействии на вещество, и лиотропные, существующие в растворах некоторых веществ при определенных концентрациях и температуре [c.133]

Вообще нематические жидкие кристаллы делятся на два больших класса - термотропные и лиотропные нематические жидкие кристаллы. Термотропными нематическими жидкими кристаллами назьшают вещества, которые при нагревании, их кристаллов обладают двумя точками плавления . В первой точке плавления кристалл переходит в мутную жидкость, которая и является жидким- кристаллом. Эта мутная жидкость, обладающая анизотропными свойствами (оптическими, магнитными, вязкими и др.) при дальнейшем нагревании до некоторой температуры испытывает второе фазовое превращение - в точке, которая называется точкой просветления, нематический жидкий кристалл переходит в обычную изотропную жидкость. Физика термотропных жидких кристаллов подробно рассмотрена в монографиях [1-3]. [c.37]

В последнее время пристальное внимание привлекает лиотропный мезоморфизм концентрированных растворов ароматических полиамидов [7] в связи с их важным значением в производстве синтетических волокон [8]. Этот тип полимерных жидких кристаллов весьма интересен также и потому, что в них наиболее отчетливо проявляется специфика структуры полимерных молекул, обеспечивающая возможность возникновения на их основе надмолекулярной организации с отчетливо выраженным ориентационным порядком. Изучение конформационных свойств молекул ароматических полиамидов в разбавленных растворах показало, что для этих молекул характерно наличие внутримолекулярного ориентационного порядка с высокой степенью организации [9]. Это значит, что в рассматриваемом случае оправдывается общий принцип, известный в области низкомолекулярных термотропных жидких кристаллов в мезоморфном состоянии могут находиться лишь те вещества, молекулы которых имеют палочкообразную форму, что обеспечивается наличием в них сопряженных связей и ароматических циклов, включенных в молекулярную цепь в пара-положении [10]. [c.58]

Межмолекулярное расстояние О в твердом веществе значительно меньше, чем в жидком кристалле. Следовательно, соответственно меньше и величина шага (порядка 1 мкм). Мы наблюдали радужные отражения от некоторых твердых, пленок полипептида это-указывает на то, что Р по величине сравнимо с длиной волны видимого света. Поскольку обсуждаемая холестерическая сверхструктура зафиксирована в твердом состоянии, Р фактически нечувствительно к температуре, вследствие чего отсутствует изменение цвета отраженного света при изменении температуры,, характерное для термотропных холестерических веществ. [c.202]

В зависимости от способа воздействия на вещество с целью получения мезофазы различают термотропные и лиотропные жидкие кристаллы. Термотропные мезофазы образуются при изменении температуры, а лиотропные — при растворении одного или нескольких немезоморфных соединений в немезоморфном растворителе. (Термин не-мезоген , или немезоморфное соединение , означает, что данное соединение не является термотропным жидким кристаллом). [c.220]

В настоящей работе будут рассматриваться только растворы немезоморфных соединений в термотропных жидких кристаллах (системы мезоген—немезоген). В системах этого класса обычно сохраняется тип мезофазы жидкокристаллического растворителя, хотя известны и исключения, например образование холестерической, фазы в системах нематик—хираль-ный немезоген. Поэтому отнесение жидкокристаллических растворов немезоморфных веществ к лиотропным жидким кристаллам представляется неоправданным, так как в лиотропных системах тип упорядоченности очень часто определяется прежде всего составом системы. В связи со сказанным выще жидкокристаллические растворы немезоморфных веществ следует выделить в самостоятельный класс жидкокристаллических многокомпонентных систем. Системы немезоген-немезоген можно подразделить на две группы. К одной группе относятся лиотропные системы немезоген-немезоген, а к другой — термотропные системы этого типа. [c.220]

Отметим, наконец, что во всех рассмотренных здесь чистых веществах (ПАА, эфиры холестерина и т. д.) единственный простой способ вызвать переход — это изменить температуру. По этой причине такие вещества обычно называют термотропными. [c.16]

Указанные типы мезофаз относятся к так называемым термотропным жидким кристаллам, образование которых осуществляется только при термическом воздействии на вещество (нагревание или охлаждение). Кроме этого существуют лиотропные жидкие кристаллы, образующиеся при растворении ряда соединений в определенных растворителях. [c.447]

Термотропные нематические л<идкие кристаллы находят широкое применение в различных областях электроники. Одно из основных требований к таким материалам— широкий температурный интервал существования мезофазы (от —40- —20 до 60—100 °С). В настоящее время не найдено индивидуальных веществ, удовлетворяющих этому требованию. Поэтому жидкокристаллические материалы представляют собой смеси соединений, состав которых в большинстве случаев соответствует координатам эвтектических точек в бинарных или многокомпонентных системах. [c.113]

Повышение подвижности молекул, однако, может быть достигнуто не только увеличением температуры, но и разбавлением вещества. Как прн изменении температуры происходит фазовый переход, в результате которого система переходит в новое состояние с определенным уровнем свободной энергии, так и при введении разбавителя (растворителя) может возникнуть аналогичный фазовый переход с образованием жидкокристаллической фазы (или равновесных фаз, одна из которых является жидкокристаллической — анизотропной, а другая — аморфной, изотропной). На рис. 1.2 приведена схема фазовых переходов (диаграмма фазового равновесия) в системе, содержащей растворитель А и вещество В, способное образовывать мезофазу. Эта смесь отличается от обычных смесей двух кристаллизующихся веществ с эвтектической точкой при концентрации Сэ и температуре 7 э тем, что если для чистого вещества А по шкале температур наблюдается обычное плавление кристаллов с образованием изотропного расплава (точка Гки), то для вещества Б выше температуры плавления чистых кри-сталов происходит переход не в изотропный раствор, а в анизотропную жидкость, т. е. в мезофазу (точка Т а). Состояние мезофазы сохраняется для чистого вещества Б вплоть до точки Т , в которой исчезает анизотропия и возникает обычное, аморфное состояние расплава, как это описано выше для термотропных систем. [c.18]

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]

Говоря о таком различии образования жидкокристаллических систем в случае низкомолекулярных веществ и полимеров, как предпочтительное проявление у первых термотропных переходов, а у вторых — почти исключительно лиотропных переходов, следует напомнить рассмотренное в гл. 1 положение об отсутствии [c.30]

Жидким кристаллам присущи свойства жидкости (например, текучесть) и свойства твердых кристаллов (анизотропия электрических, оптических и других характеристик). Они могут образовываться при нагревании кристаллических органических веществ или при растворении их в определенных растворителях. В соответствии со способом их формирования различают термотропные и лиотропные жидкие кристаллы. Природа жидких кристаллов была рассмотрена во многих работах [52-56]. Однако структура и свойства олигомерных жидких кристаллов изучены мало. [c.44]

Жидкие кристаллы, которые получаются путем нагревания твердого вещества, называются термотропными жидкими кристаллами. Этот способ получения жидких кристаллов — не единственный. Они образуются и при растворении твердых кристаллов некоторых веществ в определенных растворителях. Такие жидкие кристаллы названы лиотропными. [c.9]

Цель настоящей главы заключается в том, чтобы рассмотреть диэлектрические и про водящие свойства термотропных ЖК гребнеобразных полимеров в зависимости от частоты электромагнитного поля в диапазоне от нулевых до сверхвысоких частот. Такого рода исследования представляют интерес как с прикладной, так и с научной точки зрения. В научном плане изучение этих свойств дает информацию о структуре, динамике и характере упаковки полимеров в жидкости. У нас есть и вполне определенная цель — сравнить взгляды ученых полимерного профиля на проблемы, связанные с диэлектрическими явлениями, с подходами, развиваемыми специалистами в области жидких кристаллов, поскольку исследуемые нами вещества совмещают в себе свойства (желательные и нежелательные) материалов обоих классов. С нашей точки зрения, гребнеобразные ЖК полимеры следует рассматривать как ансамбли молекул жидкого кристалла, связанных полимерной цепью. Важная особенность строения таких систем заключается в наличии гибкой развязки между основной цепью и мезогенным фрагментом, обеспечивающая формирование ЖК фаз. В соответствии со сказанным, ЖК полимеры в качественном отношении ведут себя подобно низкомолекулярным жидким кристаллам, однако полимерная цепь создает значительные препятствия для молекулярных движений, что приводит к радикальным изменениям в динамике. Далее мы увидим, что, следуя именно этим принципам, можно понять диэлектрические спектры ЖК полимеров. [c.258]

Ниже представлены некоторые примеры мезоморфных фазовых переходов в термотропных веществах. Скрытая теплота превращения (в килоджоулях на моль) также представлена для тех случаев, когда такие данные имеются. Все переходы, приведенные здесь, кроме одного, энантиотропны, т. е. они происходят обратимо как при нагревании, так и при охлаждении, однако превращение в твердую фазу обычно сопровождается переохлаждением. Единственное исключение составляет холе-стерилнонаноат (см. ниже схема 1.2.6), который дает монотроп-ный переход смектическая фаза А появляется только при охлаждении./ [c.18]

Как уже упоминалось в начале этой главы, существуют и так называемые кристаллические жидкости или жидкие кристаллы, которые, будучи жидкостями, обладают, как и кристаллические вещества, анизотропными свойствами. Различают термотропные и лиотропные жидкие кристаллы. Термотропные — индивидуальные вещества, которые существуют в мезоморфном состоянии в определенном интервале температур. Ниже этого интервала вещество является кристаллом, выше — жидкостью с обычными свойствами. Примером термотропного кристаллического вещества являются параазоксианизол (в интервале температур 387,16—393,16 К) [c.39]

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]

Жидкие кристаллы, получающиеся из индивидуальных веществ в определенной области температур, называют термотропными (например, метоксибензилиденбутиланилин). Лиотропные жидкие кристаллы образуются с участием растворителя (в частности, это водные растворы мыл). Если индивидуальное вещество способно образовывать и нематическую, и смектическую фазы, то при повышении температуры фазовые переходы происходят в следующей последовательности [c.201]

Мезоморфные состояния. Вещества, состоящие из цепных молекул, могут быть переведены в состояние, промежуточное (мезоморфное) между твердым и жидким. При плавлении или растворении таких веществ получают жидкие (по агрегатному состоянию) системы, но характеризующиеся анизотропией свойств, что является признаком кристаллического состояния вещества. Поэтому такие системы называют жидкими кристаллами. Различают жидкие кристаллы термотропные, полученные нагреванием твердых кристаллов, и. лиотропные, образовавшиеся в результате растворения вещества. По структуре (рис. 31) жидкие кристаллы могут быть нематическими (от греч. nema — нить) и смектическими (от греч. sme ta — мыло). В последнем случае кроме продольной ориентации молекул явно выражено их [c.87]

Появились первые монографии по термотропным жидким кристаллам (Де Жен Физика жидких кристаллов , %ндрасекар Жидкие кристаллы , Де Жё Физические свойства жидкокристаллических веществ ) и по растворам и расплавам полимеров (Де Жен Идеи скейлинга в физике полимеров ). В то же время по лиотропным жидким кристаллам в мировой литературе монографий пока нет. [c.5]

Другой класс нематиков — это нематические лиотропные жидкие кристаллы. Они получаются при ра створении веществ, молекулы которых имеют стержнеобразный характер, в обычных изотропных жидкостях. Как и в термотропных жидких кристаллах, в лиотропных жидких кристаллах молекулы-стерженьки в небольшом объеме жидкости выстраиваются параллельно, при этом центры молекул распределены в пространстве беспорядочно (рис. 3.1). Общее направление осёй молекул в нематическом жидком кристалле принято характеризовать единичным вектором - директором л. Функция распределения молекул по направлениям относительно директора осесимметрична, направления л и —и полностью эквивалентны, т.е. у оси отсутствует полярность. Степень ориентационного порядка в нематическом жидком кристалле принято определять с по- [c.37]

Вскоре оказалось, что холестерилбензоат — не уникальное вещество. Леман нашел новые фазы при плавлении еще целого ряда органических веществ. Всем им он дал название жидкие кристаллы, а оптически анизотропную фазу вскоре назвали мезофа-зой (от греческого слова мезос —промежуточный). Продолжая исследовать жидкие кристаллы, Леман обнаружил, что аналогичные фазы возникают не только при нагревании определенных органических веществ, но и при растворении некоторых соединений, например при растворении олеата калия в смеси воды и спирта. Такие жидкие кристаллы называют лиотропными (от греческого слова лио — растворяю) в отличие от термотропных, которые образуются при нагревании. [c.5]

Наибольшая степень упорядоченности характерна для молекул поли-у-бензил-Ь-глутамата, ДНК и параароматических полиамидов. Для них значения 2 те же, что и для термотропных мезоморфных веществ. Именно этим объясняется способность таких полимеров образовывать в концентрированных растворах устойчивую лиотропную мезофазу [6, 7]. [c.78]

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]

Если для низкомолекулярных веществ положение точек перехода в кристаллическое и жидкокристаллическое состояния легко прослеживается экспериментально и термотропные жидкие кристаллы отчетливо разделяются на MOHO- и энантиотропные (см. гл. 1), то для жесткоцепных полимеров такое исследование оказывается в большинстве случаев невозможным из-за очень высокой температуры плавления жесткоцепного кристаллического полимера, лежащей в области его быстрого термического распада. Что касается лиотропных жидкокристаллических систем, то определение положения кривых температура плавления — состав и температура перехода в жидкокристаллическое состояние — состав в областях высокой концентрации полимера ока- [c.64]

Как правило, вещество в этом состоянии обладает существенной анизотропией некоторых свойств и все же обнаруживает известную степень текучести, которая иногда может быть сравнима с текучестью обычной жидкости./ Первые наблюдения жидкокристаллических, или мезоморфных, свойств были проведены в конце прошлого века Рейнитцером [1] и Леманом [2]. Сейчас известно несколько тысяч органических соединений, образующих жидкие кристаллы [3, 4]. Необходимым условием проявления мезоморфизма оказывается существенная геометрическая анизотропия молекул, которые обычно должны быть длинными и сравнительно узкими. (В зависимости от тонкостей геометрии молекул система может проходить через одну или более мезофаз до перехода в изотропную жидкость. Переходы в эти промежуточные состояния могут быть вызваны чисто термическими процессами термотропный мезоморфизм) или влиянием растворителей (лиотропный мезоморфизм). [c.9]

Термотропные мезоморфные состояния существуют в виде двух определенных форм смектической и нематической. В смектическом состоянии вещество можно считать твердым в двух измерениях [c.236]

На предметное стекло помещают квадратное покровное стекло. Небольшое количество первого вещества А помещают у левого ребра покровного стекла (рис. 49). Это вещество расплавляют, и оно затекает под покровное стекло Рис. 49. Контактный пре- примерно ДО середины, после чего ему парат по Кофлеру. дают затвердеть. Второе вещество В помещается у верхнего ребра покровного стекла. Второе вещество также расплавляют, и оно затекает под вторую половину покровного стекла С. Расплавленное второе вещество частично растворяет твердое вещество А в зоне контакта, вследствие чего в зависимости от свойств системы образуются эвтектики, молекулярные соединения и смешанные кристаллы. Точки плавления и точки перехода различных фаз определяют при помощи микроскопа с нагревательным столиком. Очень удобно термотропные явления наблюдать между скрещенными НИКОЛЯМИ в поляризованном свете, когда жидкая эвтектическая зона видна как темная полоса между двумя яркими (двупре-ломляющими) твердыми зонами. Если образуется молекулярное соединение, то может появиться до пяти отдельных полос вещество А, эвтектика А и молекулярного соединения АВ] молекулярное соединение АВ эвтектика АВ и вещества В вещество В. В первом томе своей книги Кофлер приводит многочисленные примеры всевозможных случаев гораздо больше таких примеров указано в таблицах второго тома. Мак-Кроун с сотрудниками [65] разработали новую микроскопическую методику определения органических соединений, основанную на том явлении, что скорость кристаллизации вещества из расплава при заданной температуре зависит от чистоты этого вещества. Они применяли эту методику, для определения примеси 2,2-(5 мс-/г-хлорфенил-1,1,1-трихлорэтана (лг,п -ДДТ) в техническом ДДТ, сравнивая скорость кристаллизации расплавленных исследуемых препаратов со скоростью кристаллизации смесей л,/т -ДДТ и о,п -ДДТ известного состава. [c.240]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология