Жидкокристаллические растворы

ОБРАЗОВАНИЕ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ [c.63]

На образование жидкокристаллических растворов влияет множество факторов, в их числе следующие [c.64]

Существует ряд признаков, характерных для жидкокристаллических растворов. [c.65]

Опалесценция. Жидкокристаллические растворы являются мутными, хотя они и не содержат нерастворенного вещества. Эта мутность обусловлена дифракцией света, проходящего через жидкокристаллические домены, имеющие различные размеры и направления. При перемешивании (даже слабом) такой системы легко можно заметить опалесценцию (или жемчужный блеск), которая быстро пропадает при прекращении перемешивания. [c.65]

Для образования анизотропных жидкокристаллических растворов в полимерах с жесткими основными цепями необходимы следующие условия [c.36]

Помимо большого практического интереса к анизотропным растворам палочкообразных полимеров, используемых для прядения волокон с высокими прочностными свойствами, их изучение представляет значительный теоретический интерес. Флори [24] в своей классической работе предсказал свойства палочкообразных полимеров в растворе, а Германе [25] экспериментально подтвердил эту теорию для поли- у-бензил-Ь-глутамата, палочкообразная форма которого в растворе обеспечивается спиральной конформацией. С появлением ароматических полиамидов, полученных на основе полифенильных циклов, ориентированных в лара-положении, обнаружился совершенно новый тип полимерного жидкокристаллического раствора, который существует не за счет спиральной конформации, а обеспечивается неотъемлемой жесткой вытянутой структурой самой цепи. [c.165]

Однако за пределами внимания обзорной и монографической литературы оказались жидкокристаллические растворы немезоморфных веществ. Только вопрос образования мезофазы в таких растворах затрагивался частично в книгах [3,4, 5] и обзоре [6]. Другие стороны проблемы жидкокристаллических растворов в литературе освещения не получили. Такое положение представляется неоправданным. Жидкокристаллическое состояние является четвертым агрегатным состоянием вещества, устойчивым при обычных условиях, и по этой причине особенности этого состояния как растворителя и свойства жидкокристаллических растворов засл>оки-вают большего внимания. Кроме того, жидкокристаллические растворы немезоморфных соединений уже в настоящее время достаточно широко [c.218]

Являясь одновременно частным случаем мезоморфных систем и неводных растворов, жидкокристаллические растворы обладают тем не менее ясно выраженной спецификой. Это связано, с одной стороны, со значительно большим разнообразием типов межмолекулярных взаимодействий по сравнению с системами, содержащими только мезогены, благодаря использованию огромного разнообразия немезоморфных соединений в качестве компонентов растворов, а с другой стороны, с сильной структурированностью, необычайной для изотропных неводных растворов. [c.219]

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]

Мезофаза в жидкокристаллических растворах немезоморфных веществ образуется в определенном, характерном для каждой конкретной системы интервале температур и составов. Поэтому началом любого исследования свойств мезоморфных растворов должно быть-получение фазовой диаграммы системы мезоген-немезоген. Помимо вспомогательного, фазовые диаграммы имеют большое самостоятельное значение, так как позволяют выявить влияние строения и свойств жидкого кристалла и немезоморфного компонента на образование мезофазы и структуру раствора. Кроме того, данные фазовых диаграмм используются для проверки теоретических модельных представлений о системах мезоген-немезоген [4, гл. И]. [c.221]

Роль анизотропии формы молекулы немезогена в образовании мезофазы в жидкокристаллических растворах представляется бесспорной, учитывая ее значение для образования мезофазы индивидуальными мезогенами. [c.223]

Таким образом, хотя важность для образования мезофазы в жидкокристаллических растворах таких свойств немезоморфных соединений, как [c.227]

Остановимся теперь на влиянии на мезоморфизм жидкокристаллических растворов нематического растворителя. Этот вопрос почти не изучен, тем не менее имеющийся в литературе небольшой материал позволяет установить некоторые важные факты. [c.228]

Из этих фактов можно сделать вывод о значительной специфичности взаимодействия компонентов в жидкокристаллических растворах немезоморфных веществ. Совершенно очевидно, что при более широком исследовании характер влияния жидкокристаллического компонента на мезоморфизм окажется не менее сложным и интересным, чем влияние немезогена. [c.229]

Образование растворов немезоморфного соединения в той или иной степени влияет на все физико-химические свойства жидкокристаллического растворителя. В этом подразделе будут рассмотрены только наиболее важные с точки зрения практического применения свойства жидкокристаллических растворов термодинамические, электрические, оптические и вязкость. [c.233]

Со(теасасеп), изображенная на рис. 13.5,Л. Жидкокристаллический раствор этого низкоспинового комплекса Со(П) помещают в магнитное поле, чтобы дать возможность молекулам сориентироваться (как молекулам жидкого кристалла, так и молекулам растворенного вещества), а затем его охлаждают. Эта операция схематически показана на рис. 13.5 . Спектр ЭПР на рис. 13.5,Г [4а] характеризует образец, ориентированный относительно магнитного поля, как изображено на рис. 13.5,5, в то время как спектр на рис. 13.5,Д характеризует образец, повернутый на 90° вокруг оси г (т.е. ось у параллельна полю) относительно приложенного поля. При повороте интенсивность части спектра, соответствующей 02, увеличивается, но участок спектра, соответствующий 31, остается без изменения. Можно легко ошибиться, предположив, что мы имеем аксиальную систему с соответствующим оси 2 (т.е. оси д , перпендикулярной плоскости), и д2 и д , соответствующими где и д одинаковы. Однако для молекулярной системы координат, определенной на рис. 13.5, Л, д должен быть отнесен к 33, д — к д и д —к 2-Эти отнесения в дальнейшем были подтверждены результатами исследования спектров ЭПР монокристалла [46]. При изучении жидкокристаллических веществ могут возникнуть сложности, если не показано, что молекулы жидкого кристалла не координируются с исследуемым комплексом. [c.209]

Упорядоченная фаза организуется в микроскопические домены различного размера и направления ориентации. Жидкокристаллические растворы являются оптически анизотропными, т. е. деполяризуют плоскополяризо-ванный свет. Растворы хаотически расположенных полимерных молекул оптически изотропны. [c.64]

Необходимо учитывать трудность стоявшей перед издателем задачи — собрать в одной книге всю информацию, имеющуюся в данной области, поскольку границы области в ее современном состоянии определить нелегко. Кроме того, расширение круга обсуждаемых вопросов, естественно, всегда сопряжено с неравнозначностью материала различных глав. Так, например, гл. 5, посвященная жидкокристаллическому порядку в растворах полипеп-тидо1В, дает законченную не только качественную, но и количественную картину закономерностей, характерных для лиотропных (Кристаллов с палочкообраэными молекулами. Изложенный в ней материал может служить хорошо сформулированной программой физических исследований, которые следует провести с жидкокристаллическими растворами ароматических полиамидов и других волокнообразующих полимеров (см. гл. 4) для более полного понимания их структуры. [c.6]

Иицука [68, 69] изучал структурные свойства жидкокристаллических растворов и высушенных пленок поли- -бензилглутамата при действии электрического и магнитного полей. Для анализа структуры Иицука использовал методы дифракции рентгеновских лучей и светорассеяния [70]. Он занимался изучением ориентации атомных групп при действии приложенного поля, а также ориентации роев палочкообразных молекул в этих системах. Свойства лиотропных жидких кристаллов поли- у-бензилглутамата описаны в гл. 5. [c.37]

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 последние годы явление жидкокристаллического состояния привлекло значительное внимание. Об этом свидетельствуют как настоящая книга, так и ряд превосходных обзоров, посвященных этому направлению исследований. Однако изучение конденсационных полимеров, способных существовать в жидкокристаллическом состоянии, до последнего времени привлекало сравнительно мало внимания, по-видимому, из-за недостатка данных о возможностях их применения. В свое время использование жидкокристаллических растворов поли-у-бензил-Ь-глутамата позволило ускорить процесс его прядения по сравнению с изотропными растворами [1, 2]. Дальнейщее изучение не проводилось главным образом из-за того, что эти волокна по своим прочностным свойствам не отличаются от других многочисленных волокон, в том числе и от обычных промышленных волокон. Разработка сверхвысокопрочных/высокомодульных волокон возобновила интерес к прядению из жидкокристаллических растворов. [c.154]

Качественно жидкокристаллические растворы палочкообразных ароматических полиамидов могут быть визуально обнаружены по помутнению в неподвижном состоянии и по опалесценции под действием слабого сдвига, например при перемешивании раствора стеклянной палочкой. Жидкокристаллические растворы деполяризуют плоскополяризованный свет, причем в поляризационном микроскопе обнаруживают двоякопреломляющие домены. Как было показано в работе Панара и Бесте [32], в толстых образцах чистого нематического раствора ППБА низкого молекулярного веса происходит релаксация к прозрачному состоянию, в котором имеются неупорядоченные нематические (нитевидные) линии, проходящие через образец. Когда такой образец помещается в магнитное поле в несколько тысяч гаусс, линии вытягиваются в направлении поля и медленно исчезают. Таким образом, первоначальный деполяризующий раствор начинает обнаруживать свойства одноосного двоякопреломляющего кристалла. Панар и Бесте [32] провели очень интересное наблюдение за тем, как анизотропный раствор низкомолекулярного ППБА (20% полимера в ДМАА с добавкой Li l) может быть переведен в холестерическую фазу путем добавления в раствор оптически активного вещества, например (-Ь) 1-метилциклогексанона, которое присоединяется к группам основной цепи в достаточной степени, придавая преимущественную хиральность всей молекуле. При этом образуются параллельные линии, типичные для растворов поли-у-бензилглута-мата. [c.167]

Простота достижения ориентации палочкообразных полиамидов может быть продемонстрирована нанесением жидкокристаллического раствора ППБА на предметное стекло микроскопа. На- [c.167]

На рис. 9 показана зависимость S от Ф — объемной доли ПБГ (с отношением осей 140) в диоксане. При малых концентрациях полимера ФСФь 5 = 0 ориентация молекул в этих изотропных растворах не коррелирована. Из экспериментальной фазовой диаграммы [1] для жидкокристаллического раствора ПБГ в диоксане при L/ii=140 мы вычислили Фг = 0,058 двухфазная система — изотропный раствор (i), и жидкий кристалл (/с) — имеет место при Фг<Ф<Ф/с = 0,083. С увеличением Ф от Фг до Фгс увеличивается только относительная объемная доля жидкокристаллической фазы. Величина 5 вблизи фазовой границы Ф/с позволяет считать, что жидкокристаллический порядок в точке нематическо-изотроп-ного фазового перехода характеризуется критическим значением степени порядка 5сл 0,5. Для Ф>Фгс 5 0,75 и не изменяется значительно во всей изученной области концентраций. На рис. 9 показана также нечувствительность S к уменьшению Lid от 140 до 70. Для раствора ПБГ отношение осей L/rf=ll, Ф = 0,13<Фгл iu0,25, и раствор изотропен. [c.196]

В уменьшении вязкости. С другой стороны, в изотропных растворах при малых 7 молекулы ориентированы случайным образом. Миллер и др. [19] предположили, что в жидкокристаллическом состоянии корреляция движения палочкообразных молекул ведет к их такому упорядочению, что их оси устанавливаются в среднем параллельно друг другу, а это в свою очередь облегчает течение. Индзука [20] полагает, что под действием сдвигового напряжения в жидкокристаллических растворах возникают рои палочкообразных молекул, в которых молекулы ориентированы почти параллельно. Он объясняет неньютоновский характер течения и существование различий в нормальных напряжениях присутствием этих роев. Хотя подобное объяснение вполне допустимо, этим нельзя удовлетворительно объяснить резкое уменьшение вязкости [c.260]

Поли- ара-бензамид (ППБА) и поли-яара-фенилентерефтал-амид (ППФТФА) были первыми полимерами среди непептидных синтетических конденсационных полимеров, в растворах которых был обнаружен жидкокристаллический порядок [5]. Предполагается, что эти полимеры образуют жидкокристаллические растворы [c.262]

Еще менее определенным является положение в случае жидкокристаллических растворов немезоморфных соединений с небольшими молекулами (ориенгаровочно с размерами, меньшими, чем - sHi2-n- 6Hi4). В табл. 1 ряд немезогенов размещен в порядке увеличения Pi для растворов 1/2 15. Зак. 601 225 [c.225]

Попытка выяснить влияние постоянного дипольного момента немезоморфного компонента на образование мезофазы в системах производные метана (ССЦ, СНС1з, СНзЫОг, СНзСЫ)-1Уг, 1Уб была предпринята в работе [36]. Никакой корреляции между Хпред и величиной дипольного момента немезогена обнаружено не было. Аналогичная цель была поставлена нами при исследовании систем У-однозамещенные производные бензола. Полученные результаты приведены в табл. 2. И вновь не наблюдается выраженной связи между полярными свойствами, размером и формой немезоморфных соединений и их влиянием на образование мезофазы в жидкокристаллических растворах. [c.227]

Большинство исследованных систем мезоген-немезоген характеризуется линейными зависимостями температур фазовых переходов от состава, выраженного в мольных долях, что связывается с отсутствием сильных межмолекулярных взаимодействий и близостью жидкокристаллических растворов к идеальньпл. Однако известно немало систем со значительными отклонениями от линейности, особенно в области высоких кбнцентраций немезогена, например ксилол—1X6 [13] (рис. 7). Было высказано предположение [35], что отклонения от линейности связаны с вкладом в межмолекулярное взаимодействие, помимо дисперсионных сил, диполь-диполь-ного взаимодействия и водородной связи. В ряде систем, где возможно не только дисперсионное взаимодействие, действительно наблюдается [c.229]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология