液晶高分子

液晶態是物質的一種存在形態，它具有晶體的光學各向異性性質，又具有液體的流動性質。

如果一個物質已部分或全部地喪失了其結構上的平移有序性而仍保留取向有序性，它即處於液晶狀態。液晶態與晶態的區別在於它部分缺乏或完全沒有平移序，而與液態的區別在於它仍然存在一定的取向有序性。

對液晶態的了解要追溯到1888 年，奧地利植物學家Reinitzer觀察到膽甾醇酯具有雙熔點現象，而且從升溫和降溫到這兩個熔點之間呈現出不同的光學各向異性。為了解這種現象的相變本質，他把所觀察到的現象描述給了德國的物理學家Lehmann，Lehmann 肯定了Reinitzer觀察到的現象。正是由於他們真正開始研究液晶，人們才開始對液晶有了基本的了解。因此Reinitzer 和Lehmann 被稱為液晶科學之父。

在一定條件下能以液晶形態存在的高分子。與其他高分子相比，具有液晶相所特有的分子取向序和位置序；與小分子液晶相比，又有高分子量和高分子的特性。

1.按液晶的形成條件，可分為溶致性液晶、熱致性液晶、壓致型液晶、流致型液晶等等。

2.按致晶單元與高分子的連接方式，可分為主鏈型液晶和側鏈型液晶。主鏈型液晶和側鏈型液晶中根據致晶單元的連接方式不同又有許多種類型。

3.按形成高分子液晶的單體結構，可分為兩親型和非兩親型兩類。兩親型單體是指兼具親水和親油（親有機溶劑）作用的分子。非兩親型單體則是一些幾何形狀不對稱的剛性或半剛性的棒狀或盤狀分子。

跟小分子相比，高分子液晶的特殊性：

① 熱穩定性大幅度提高；

② 熱致性高分子液晶有較大的相區間溫度；

③ 粘度大，流動行為與—般溶液顯著不同。

4.按分子排列的形式和有序性分：近晶型、向列型、膽甾型

在常見的液晶中，致晶單元通常由苯環、脂肪環、芳香雜環等通過一剛性連接單元（X，又稱中心橋鍵）連接組成。構成這個剛性連接單元常見的化學結構包括亞氨基（）、反式偶氮基（）、氧化偶氮（）、酯基（）和反式乙烯基（）等。

在致晶單元的端部通常還有一個柔軟、易彎曲的基團R，這個端基單元是各種極性的或非極性的基團，對形成的液晶具有一定穩定作用，因此也是構成液晶分子不可缺少的結構因素。常見的R包括、、、、 、 、 、、、等。

影響高分子液晶形態與性能的因素包括外在因素和內在因素兩部分。內在因素為分子結構、分子組成和分子間力。外部因素則主要包括環境溫度、溶劑等。

內在因素:

1、剛性的致晶單元

剛性結構不僅有利於在固相中形成結晶，而且在轉變成液相時也有利於保持晶體的有序度。

2、分子構型和分子間力

A 熱致性高分子液晶中，對相態和性能影響最大的因素是分子構型和分子間力。分子間力大和分子規整度高雖然有利於液晶形成，但是相轉變溫度也會因為分子間力的提高而提高，使液晶形成溫度提高，不利於液晶的加工和使用。

B 溶致性高分子液晶由於是在溶液中形成的，因此不存在上述問題。

3 、致晶單元形狀：

致晶單元呈棒狀的，有利於生成向列型或近晶型液晶；致晶單元呈片狀或盤狀的，易形成膽甾醇型或盤型液晶.

4、致晶單元中的剛性連接單元的結構和性質直接影響液晶的穩定性。含有雙鍵、三鍵的二苯乙烯、二苯乙炔類的液晶的化學穩定性較差，會在紫外光作用下因聚合或裂解失去液晶的特性.

5、其他因素：

在苯環共軛體系中，增加芳環的數目可以增加液晶的熱穩定性。用多環或稠環結構取代苯環也可以增加液晶的熱穩定性。

外在因素

外在因素主要包括環境溫度和溶劑等

A 對熱致性高分子液晶來說，最重要的影響因素是溫度。

B 對於溶致性液晶，溶劑與高分子液晶分子之間的作用起非常重要的作用。