含易捕捉自由基基团的MJLCPs构筑与自组装研究

The project focused on the molecular design, synthesis and properties of the mesogen-jacketed liquid crystalline polymers (MJLCPs) based easy to capture free radical groups (such as C60). We believe that it is necessary to select some of polymer system as the research object for the main chain/side chain with specific functionality and the structural tunability. We hope that a detailed research interaction between MJLCPs supramolecular self-assembling and side-chain structure, interval length, functional groups, etc. and the condensed matter structure in the different chemical and physical environment, performance and potential applications, further reveal the differences in the properties in physical and chemical mechanisms for the MJLCPs. At the same time, we believe that the MJLCPs based easy to capture free radical groups (such as C60) will help we know some was not fully aware of the nature of the polymer problem, such as the C60 will be how polymer supramolecular self-assembly structure, conformation and the nature of impact in the self-assembly of supramolecular.

本申请书拟对含易捕捉自由基基团(如C60)的MJLCPs的分子设计、合成与性能研究。我们认为有必要选取一些主链/侧基具有特定功能性、结构可调性的聚合物体系为对象，详细考察MJLCPs超分子自组装结构的有序性与不同侧链结构、间隔长度、功能性基团等之间相互作用关系，以及这类MJLCPs在不同化学与物理环境中的凝聚态结构、性能与潜在的应用，从而进一步揭示其性质差异与物理化学变化机制。同时，我们认为对含易捕捉自由基基团(如C60) 单体的MJLCPs进一步的实验研究将有助于我们认识一些未被充分认识的聚合物本质问题，如在超分子自组装体中C60基团对聚合物超分子自组装结构、构相和性质的影响。

本项目的研究工作首次将纳米构筑单元与甲壳型液晶高分子（MJLCP）相结合，通过具有一维刚性液晶基元、二维平面结构的苯并菲盘状液晶基元与三维方形笼状的多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）基元三种形状与性质截然不同的纳米构筑单元和MJLCP之间的竞争和协同组装，成功合成了三个系列含纳米构筑单元的甲壳型聚合物，并构筑了近十纳米尺寸和埃尺度共存的多级有序结构，为近十纳米尺度结构的构建和纳米科技的发展提供了新的思路和方法。. 研究结果表明：通过对分子结构的设计，实现了该聚合物有序结构和尺寸的调节。通过在链末端引入功能基团，利用液晶高分子的有序性和相结构的可调控性，实现了功能基团在本体中的有序排列和调控，进而实现对功能基团性能的调节。这些结构具有尺寸小于10nm, 尺寸可控，单分散等优点，将会在有机光电，纳米多孔膜以及光刻等领域有着广阔的应用前景。. 此外，通过对以聚降冰片烯为主链的聚合物的分子工程分析，设计合成了一类新型的聚降冰片烯型MJLCP，扩充了MJLCP的化学结构库，并拓宽了MJLCP的可聚合单体范围和聚合方法，为今后MJLCP的高效制备和功能化奠定了基础。