高共轭主链尾接型液晶弹性体及聚合物的研究.pdf

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1、学校代码：10286分类号：O63密级：公开UDC：66学号：152385高共轭主链尾接型液晶弹性体及聚合物的研究研究生姓名：葛斯佳导师姓名：杨洪教授申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称化学工程与技术论文答辩日期2018年05月28日二级学科名称高分子科学与工程学位授予日期2018年月日答辩委员会主席谌东中评阅人谌东中付国东2018年05月28日硕士学位论文高共轭主链尾接型液晶弹性体及聚合物的研究专业名称：化学工程与技术研究生姓名：葛斯佳导师姓名：杨洪教授MAIN-CHAINTOLANE-TYPELIQUIDCRYSTALELASTOMERSANDPOLYMERSAThes

2、isSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYGeSi-JiaSupervisedbyProf.YANGHongSchoolofChemistryandChemicalEngineeringSoutheastUniversityApril2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材

3、料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师

4、签名：日期：摘要摘要进入新世纪以来，随着电子设备的体积在逐渐减小，而工作频率却在急剧增加，这导致电子设备在有限的空间内产生更多的热量，因此及时散热能力已成为制约电子器件使用寿命的重要因素之一。目前，用于电子器件的导热材料发展已经引起了科学界的广泛关注，特别是具有高各向异性导热性能的纯聚合物薄膜，与传统的导热材料相比，它不仅具有优异的加工性、低导电性、良好的力学性能以及低成本填料等优点，同时可以有效地促进各向异性的散热。分子的有序排序可以有效地促进分子沿导向方向热导率的提高，因此大分子链的垂直排列无疑是提高聚合物薄膜法向热扩散系数的最佳解决方案之一。液晶聚合物（LCPs）具有自发的局部各向异

5、性，因此被认为是理想的各向异性导热绝缘材料。制备高度各向异性导热液晶高分子材料的两个关键因素是：（1）采用何种方式实现液晶高分子链的高质量单轴对准；（2）如何设计和优化液晶分子结构来提高各向异性导热系数。经典的单轴对准技术包括机械效应（拉伸、剪切、挤压等）、表面锚定、自对准、外力（电场或磁场）等，而液晶样品的粘度会对对准效应产生显著的影响。与液晶聚合物相比，液晶单体因具有流动性好和粘度低的特点可以很容易地实现分子的有序排列，所以液晶单体的原位聚合已经成为制备高各向异性导热液晶弹性体薄膜最普遍的方法之一。另一方面，液晶的分子结构也对液晶弹性体薄膜的热导率值有着显著的影响，最新的研究表明：延长

6、液晶尾部烷基链长度可以极大地增加材料的热扩散系数，然而并无报道研究液晶核的改性来提高材料的各向异性导热系数。基于前人的工作，本文首先设计合成了新型的高共轭二苯乙炔型硫-烯液晶单体（T6EE9）。该单体是通过将传统的酯型芳香核心替换为二苯乙炔核心，同时延长了硫-烯基尾部亚甲基的长度而得到。首先将液晶单体T6EE9与两种交联剂PETMP、GBDA和光引发剂TPO进行混合，并在毛细作用下填入液晶盒中。在电场条件下，使液晶小分子垂直有序排列，并通过紫外进行原位聚合，从而得到垂直取向的液晶弹性体薄膜（xMELCP）。研究表明，得益于液晶中高共轭π型的二苯乙炔核心和末端硫-烯基尾部长度的延伸，由该单体

7、制备的xMELCP的法向导热率值λ⊥和导热率各向异性值λ⊥/λ‖-1-1分别达到了3.56W·K·m和15.0。与文献报道的酯型硫-烯液晶弹性体膜相比，该新颖的二苯乙炔型硫-烯xMELCP薄膜的法向导热率值λ⊥和导热率各向异性值λ⊥/λ‖得到了极大地提高，分别增加了46％和29％。其次，本文采用硫-烯点击两步快速交联法，成功地将油溶性硫化铜纳米粒子（CuSNPs）掺杂到聚硅氧烷（PMMS）的液晶弹性体体系中，制备了近红外