キラルスメクチック相を示す主鎖型液晶高分子の開発とその強誘電及び反強誘電特性

具有手性近晶相的主链液晶聚合物及其铁电和反铁电性能的开发

• 批准号: 03650717
• 负责人: 渡辺 順次
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03650717/
• 关键词: 液晶; ポリエステル; 強誘電相; スメクチック相; 光学活性; 層構造; 液晶; ポリエステル; 強誘電相; スメクチック相; 光学活性; 層構造

本研究では、ビベンゾエイトをメソゲンとし、屈曲鎖部に種々の分枝メチレン鎖を有するBBーnポリエステルを合成し、それらの液晶相転移挙動及びスメクチック液晶の構造・物性を調べ、以下の諸点を明らかにした。(1) 屈曲鎖アルキレン鎖の炭素数が偶数のBBーnはスメクチックA相を示す。この偶数系BBーnを用い、分枝メチル基の効果を調べた結果、分枝メチル基を非対称に一つ導入した場合には、スメクチックA相がスメクチックC相に、また二つ導入した場合には、ネマチック相に変換されることが明らかになった。いずれも、分枝メチル基の立体障害により誘起されたものであり、X線、NMR観測及び理論的考察からその具体的な誘起効果に解釈を加えた。(2) (1)の結果に基づき、光学活性2ーメチル ブチレン鎖を屈曲鎖とするBBーnポリエステルにおいて、キラル・スメクチックC相を得ることに成功した。また同時に、自発分極の観測を通してこの液晶相が強誘電相であることも確認した。(3) 屈曲鎖メチレン鎖の炭素数が奇数のBBーnは、メソゲンのチルト方位が隣接層間で反転する特異なスメクチックC_2液晶相を形成する。このスメクチックC_2相も、屈曲鎖を光学活性鎖(具体的には、1ーメチル プロピレン鎖)にすることで、キラル・スメクチックC_2相になることがわかった。さらに、このキラル・スメクチックC_2相は、前述したキラル・スメクチックC強誘電相とし異なり、反強誘電相であることが明らかにされた。

在这项研究中，我们将BB-N聚酯材料合成为偶发链处的中源性和各种甲基链的Bibenzoate，并检查了其液晶相变的行为以及透明质液体晶体的结构和物理特性，从而揭示了以下几点。 （1）BB-N在弯曲链烷基链中具有均匀数量的碳原子，表明近晶型A相。使用这种偶数的BB-N，发现当一个分支的甲基不对称引入时，将近晶A相转换为近晶C相，并且当引入两个时，将其转换为列相。两者都是由分支甲基的空间障碍诱导的，并解释了X射线，NMR观测和理论考虑的特定诱导作用。 （2）基于（1）的结果，我们成功获得了BB-N聚酯纤维中的手性晶状体C相，后者具有光学活跃的2-甲基丁烯链作为弯曲链。同时，通过观察自发极化，证实该液晶相是铁电相。 （3）BB-N在弯曲链亚甲基链中具有奇数的碳原子，形成了独特的近晶型C_2液晶相，其中中间体的倾斜方向在相邻层之间反转。已经发现，这种近晶C_2相也通过将弯曲链转换为光学活性链（特别是1-甲基丙烯链），成为手性近晶型C_2相。此外，已经揭示了这种手性脊柱C_2相是一个抗fiferroelectric阶段，与上述手性晶状体C铁电相不同。