《烯烴易位聚合製備液晶聚合物及其光回響性能的研究》是依託復旦大學，由韋嘉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：烯烴易位聚合製備液晶聚合物及其光回響性能的研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：韋嘉
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
光回響型高分子液晶彈性體，因其高速的外場回響性、非接觸式精確控制、大尺寸形變和良好的可逆性，成為智慧型高分子領域的研究熱點。目前利用一步法和兩步法所獲得的液晶彈性體均具有無規聚合物的化學結構特徵，難以實現結構、分子量以及交聯度的精確控制。本項目擬用活性開環易位聚合(ROMP)和非環二烯烴聚合法(ADMET)製備主鏈含雙鍵的側鏈偶氮液晶聚合物，並利用其製備液晶聚合物薄膜和纖維，對光致形變性能進行研究。通過這兩種聚合方法可以得到主鏈結構不同的聚合物：只含有不飽和雙鍵，或者同時含有雙鍵和苯環。此外，通過改變側鏈上間隔基長度、尾基種類和光回響基團，合成一系列不同分子結構的液晶聚合物。該研究為合成具有全新主鏈結構的光致形變液晶聚合物提供了新的聚合途徑，且ROMP活性聚合方法有助於製備結構和分子量可控的液晶聚合物。
結題摘要
光致形變液晶高分子材料能夠產生豐富的可逆形狀變化，因此在執行器、機器人、感測器、微機械系統、微流體等眾多領域具有良好的套用前景。目前，絕大多數的光致形變液晶高分子材料為交聯液晶高分子，這類材料結合了液晶的各相異性和高分子網路的橡膠彈性，因而具有良好的外場回響性、分子協同作用和彈性。但是，化學交聯結構導致材料不溶不熔，限制了材料加工方式，嚴重地制約了其套用推廣。本項目致力於用烯烴易位聚合製備具有全新主鏈結構的側鏈型偶氮液晶聚合物及其光回響性能的研究。成功製備了不同分子量、間隔基長度的聚合物，對所得聚合物進行了結構表征，對其熱力學性質、液晶性與光化學性能進行了系統研究。利用體系中無化學交聯的優勢，用熔融熱壓法、溶液滴塗法製備了聚合物薄膜。在製備過程中無需電場、磁場、摩擦等外場進行取向，只需退火即可自組裝形成高度有序的液晶排列。我們還採用熔融法製備了纖維。該新型非交聯線形液晶高分子材料的力學性能測試表明材料具有強韌的機械性能，其斷裂能、最大拉伸應力和斷裂伸長率分別為337 ± 101 MJ m-3、~ 18 MPa、和2356 ± 397 %，要優於常見光致形變液晶高分子。在光的驅動下，薄膜顯示出快速可逆的光致形變性能，其回響速度快於以往報導的非化學交聯體系。不僅如此，我們還發現將聚合物塗覆在其他材料上時，所得到的複合材料可以在光碟機動下變形，說明新型非交聯線形液晶聚合物能賦予非光回響材料光致形變的性能。
