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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 高分子 » 高分子物理 » 液晶高分子的玻璃化温度
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Wisc丹光

金虫 (小有名气)

[交流] 液晶高分子的玻璃化温度 已有3人参与

想跟大家交流下，在液晶高分子中（单体的主链或侧链是含液晶分子的），聚合物的玻璃化转变温度跟聚合物中液晶分子的nematic-isotropic转变温度是不是重合的？还是能在DSC里面看到两个峰？我是从Tg的定义理解的话应该是重合的，超过Tg（或T nematic-isotropic），高分子链链段可以发生运动。大家觉得有道理吗？谢谢
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1楼 2015-08-08 03:37:19
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Wisc丹光

金虫 (小有名气)
引用回帖:
7楼: Originally posted by 386992525 at 2015-08-12 15:02:12
玻璃化转变是非晶态材料所独有的特征。
完善的液晶应该不存在玻璃化温度。
除非，通过淬火的方法破坏液晶分子的规整排列。此时，升温过程中会体现出玻璃化转变。

谢谢您的回复。
我知道在纯液晶中不太会存在玻璃花转变温度，但是在液晶高分子中呢？例如主链或者支链是能形成液晶的非晶态高分子材料，如液晶弹性体LC elastomer？如何理解这个问题，谢谢
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9楼2015-08-14 00:28:07
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普通回帖

曾经沧海0524

新虫 (初入文坛)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
这两个温度定义不一样的。nematic-isotropic转变温度是液晶分子排列发生变化时的温度，而Tg是聚合物链运动的温度。两者定义的对象还是不一样的。至于是否重合，取决于是什么样的液晶高分子吧。
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学无止境
2楼2015-08-08 11:36:37
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polymeryang

木虫 (正式写手)
★
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楼主完全理解错了，简单说温度到了Tg链段才开始运动，对于液晶高分子来说其才能有序排列进入液晶相。至于nematic-isotropic转变则对应的是普通聚合物的熔点。DSC中液晶高分子可能会有多个吸热峰，也可能一个都没有，具体的要看你的液晶高分子是什么类型。一般来说规整都越高的吸热峰越多。
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3楼2015-08-11 09:15:42
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Wisc丹光

金虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by polymeryang at 2015-08-10 13:15:42
楼主完全理解错了，简单说温度到了Tg链段才开始运动，对于液晶高分子来说其才能有序排列进入液晶相。至于nematic-isotropic转变则对应的是普通聚合物的熔点。DSC中液晶高分子可能会有多个吸热峰，也可能一个都没有， ...

谢谢您的回复。
关于您的回复我有些不太明白的地方：
我先假设一个体系：液晶高分子是由可聚合的液晶单体（reactive monomer）聚合而成，这里液晶单体本身就是一种液晶，它自己有它特有的nematic-isotropic转变温度，聚合反应将他们用共价键连接起来，得到的聚合物产品例如LC elastomer。许多人在一些template基础上进行聚合反应，得到的LC elastomer中的LC链段有一定方向的排列。
1 简单说温度到了Tg链段才开始运动，对于液晶高分子来说其才能有序排列进入液晶相：
同意您说的温度到达Tg后链段可以运动，但在Tg之下，这个LC elastomer算是液晶相吗？如果不是，是什么相态？在反应中LC链段有一定方向的排列，从这个角度是不是可以定义在这个LC elastomer里面LC链段在液晶相？
2 至于nematic-isotropic转变则对应的是普通聚合物的熔点：
我不是很明白您的这句话，为什么普通聚合物的熔点叫nematic-isotropic转变？nematic-isotropic不是特指液晶中向列相nematic和各向同性相isotropic(或液相)的转变吗？为什么在普通聚合物（非LC polymer or elastomer）中也存在这个概念？例如普通聚合物如聚乙烯，我理解聚合物性能主要由晶体crystal-无定型相amorphous决定，但那是melting point，非N-I的转变。许多非结晶polymer他们本体中并不具有双折射现象（birefringence），这也表示这些polymer是isotropic，而非anisotropic，也根本谈不到nematic-isotropic相转变啊。Tg只是指链段可以运动，但是nematic-isotropic指高分子链有没有一定的取向，个人认为这是两个概念。
再次感谢您的回复，希望能跟您更多的交流，希望您有时间能指教下我，如何理解这个体系
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4楼2015-08-13 02:22:11
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Wisc丹光

金虫 (小有名气)
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2楼: Originally posted by 曾经沧海0524 at 2015-08-07 15:36:37
这两个温度定义不一样的。nematic-isotropic转变温度是液晶分子排列发生变化时的温度，而Tg是聚合物链运动的温度。两者定义的对象还是不一样的。至于是否重合，取决于是什么样的液晶高分子吧。

谢谢您的回复
如果对于side chain LC的LC elastomer，我们能观察到两个温度吗？许多LC elastomer加热超过某个T，我们能观察到形变，类似于形状记忆材料。那么这个T是Tg还是TNI？
再次谢谢回复，希望咱们能多交流~
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5楼2015-08-13 03:59:10
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polymeryang

木虫 (正式写手)
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4楼: Originally posted by Wisc丹光 at 2015-08-13 02:22:11
谢谢您的回复。
关于您的回复我有些不太明白的地方：
我先假设一个体系：液晶高分子是由可聚合的液晶单体（reactive monomer）聚合而成，这里液晶单体本身就是一种液晶，它自己有它特有的nematic-isotropic转变温 ...

1、液晶可分为热致液晶，溶致液晶和压致液晶三类。一般常见的都是热致液晶，也就是说必须在一定的温度下才能表现出液晶相态。你说的这种是在制备过程中进行取向然后通过化学交联将这种结构保持下来，在Tg以下个人认为是玻璃态。2、我说的nematic-isotropic转变则对应的是普通聚合物的熔点，指的是对于普通结晶聚合物，其当温度大于Tm其分子链就处于各向同性，对于液晶高分子nematic-isotropic也进入各向同性了，因此两者在分子链有序性上有相通之处。看你似乎要做单一取向液晶薄膜？用于光致弯曲或者形状记忆高分子，或者热响应形变高分子。这个可以用DMA表征的，具体还得看文献。
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6楼2015-08-13 09:35:56
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386992525

木虫 (正式写手)
★
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玻璃化转变是非晶态材料所独有的特征。
完善的液晶应该不存在玻璃化温度。
除非，通过淬火的方法破坏液晶分子的规整排列。此时，升温过程中会体现出玻璃化转变。
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7楼2015-08-13 11:02:12
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Wisc丹光

金虫 (小有名气)
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6楼: Originally posted by polymeryang at 2015-08-12 13:35:56
1、液晶可分为热致液晶，溶致液晶和压致液晶三类。一般常见的都是热致液晶，也就是说必须在一定的温度下才能表现出液晶相态。你说的这种是在制备过程中进行取向然后通过化学交联将这种结构保持下来，在Tg以下个人认 ...

您好，谢谢您的回复。
所以我的问题就是对于一般非结晶性主链的液晶高分子，Tg和TNI之间是什么关系？Tg和TNI分开单独理解我觉得我还是明白的，但是在液晶高分子里面这两个运动是不是couple在一起了？因为在液晶高分子里面液晶部分也算是高分子链段的一部分，所以在Tg下从高分子链角度是玻璃态，从液晶角度是nematic phase吗（假设polymer是在nematic phase下聚合得到的）？是不是只有先到Tg，链段可以运动，液晶链段才能运动、取向，继续加热进而无规排列至isotropic phase？是不是意味着Tg低于TNI？如何理解这个问题？耽误您时间了。
PS：我之前做polymer（非液晶），现在在做LC（非LC elastomer），最近看到些LC elastomer的文章，我就有点想不太明白在LC elastomer里面Tg和TNI有没有什么必然的联系。
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8楼2015-08-14 00:12:27
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386992525

木虫 (正式写手)
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9楼: Originally posted by Wisc丹光 at 2015-08-14 00:28:07
谢谢您的回复。
我知道在纯液晶中不太会存在玻璃花转变温度，但是在液晶高分子中呢？例如主链或者支链是能形成液晶的非晶态高分子材料，如液晶弹性体LC elastomer？如何理解这个问题，谢谢...

谢谢你的问题。我想这的确也是一个复杂的问题，高分子液晶中的玻璃化转变。表观上，液晶高分子不容易观察不到玻璃化转变。但是，实际上柔性单元（主链型液晶），以及侧链液晶的主链在升温过程中应该会呈现出玻璃化转变。由于这些转变很微弱，可能不容易观察到。也类似结晶高分子中的非晶区这么个概念。
这个问题应该也是高分子物理中的一个理论问题吧。
个人见解，不知是否正确。
另，不知兄台为何会想到这一问题。
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10楼2015-08-14 12:42:41
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