具有光交联与光异构化作用的液晶光取向材料的制备及性能研究

Chiral cyclic oligomer with photo-isomerization will be designed and synthesized and the relationship of molecular structure and ultraviolet (UV) irradiation conditions with photo-isomerization and specific rotation investigated. Meanwhile, aromatic acetylenes (tolan-type, diphenyl diacetylene-type, bis-tolan-type) with photo-crosslinkable groups will be designed and synthesized and the relationship of molecular structure and UV irradiation conditions with the degree of crosslinking reaction and the order of the molecular alignment after UV irradiation investigated, too. Then, the liquid crystal (LC) photo-alignment materials with the above two moieties in a molecule will be prepared. .The influence of molecular structure， specific rotation and UV irradiation conditions on the dual synergistic effect of photo-isomerization and photo-crosslinking and on the molecular order of the photo-alignment material, furthermore, that of the molecular order on the orientation and the electro-optical properties of LC molecules, will be studied, to explore the method of pricisely controlling pre-tilt angle and the mechanism of photo-alignment of the LC molecules. This study will open up a new way and provide some theoretical basis for developing liquid crystal photo-alignment materials.

设计并制备具有光致异构作用的手性环状齐聚物，研究分子结构和紫外光照射条件与其光致异构特性和旋光度的关系。同时设计并制备具有光交联反应基团的芳香炔类化合物（二苯乙炔类、二苯二乙炔类、双二苯乙炔类），研究分子结构和紫外光照射条件与其光交联反应程度、交联产物的分子有序性的关系。在此基础上，制备同一分子中同时具有上述两种基元的液晶光取向材料，研究其分子结构、旋光度和紫外光照射条件对其光异构化和光交联反应的二元协同作用和光取向层的分子有序性的影响规律，进而研究分子有序性对液晶分子的取向特性和电光性能的影响规律，并探索液晶预倾角的调控方法以及光取向机理。从而为液晶光取向材料的研究开辟一条新的途径。

根据前期的工作基础，通过假高稀技术制备了具有光致异构作用的手性环状齐聚物，通过傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、基质辅助激光解析电离-飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）以及核磁共振波谱（1H-NMR）等表征手段对所制备的手性环状齐聚物的结构进行了表征。同时，设计制备了一系列具有光交联反应基元的芳香炔类化合物（二苯乙炔类、二苯二乙炔类、双二苯乙炔类），通过FT-IR、MALDI-TOF-MS以及1H-NMR等表征手段对所制备的芳香炔类化合物（二苯乙炔类、二苯二乙炔类、双二苯乙炔类）的结构进行了表征。另外，基于所制备的手性环状齐聚物和芳香炔类化合物（二苯乙炔类、二苯二乙炔类、双二苯乙炔类）制备了手性环状齐聚物和芳香炔类化合物（二苯乙炔类、二苯二乙炔类、双二苯乙炔类）二元液晶光取向材料，通过FT-IR和1H-NMR等表征手段对所制备的二元液晶光取向材料的结构进行了表征。通过紫外-可见-近红外分光光度计（UV/Vis/NIR）考察了二元液晶光取向材料的光敏特性，结合前期的工作基础，我们认为紫外光辐照强度、紫外光照射时间以及芳香炔类化合物基元结构（二苯乙炔类、二苯二乙炔类、双二苯乙炔类以及烷基链长度）对二元液晶光取向材料的光敏特性均具有重要的影响。同时通过偏光显微镜（POM）以及预倾角测试考察了紫外光照射时间以及芳香炔类化合物基元结构（二苯乙炔类、二苯二乙炔类、双二苯乙炔类以及烷基链长度）与二元液晶光取向材料的液晶光取向行为的关系，结合前期的工作基础，我们认为芳香炔类化合物基元（二苯乙炔基元、二苯二乙炔基元、双二苯乙炔基元）是二元液晶光取向材料对液晶分子产生垂直取向的主要原因，同时手性环状齐聚物基元可以对垂直取向进行一定的微调。从而为进一步研究可大规模商用液晶光取向材料提供一定的实验理论基础。