具有含氧亚甲基中心桥键的含氟液晶化合物的质谱裂解规律研究

利用气相色谱质谱联用仪(GCMS)对含有侧向氟取代苯并吡喃结构和侧向氟取代萘酚(苯酚)结构的16个中心桥键为含氧亚甲基的醚类液晶化合物进行分析,结果表明此两类化合物的谱图具有明显的特征,化合物具有相似的裂解途径。主要是与醚键相连取代基团β位的氢通过四元环过渡态重排脱去中性分子,得到对应的侧向氟取代酚碎片离子;萘酚(苯酚)醚类化合物当结构中有两个烷氧基取代时,当另一个烷氧基也存在β氢时会再一次通过氢重排反应脱去烯烃,得到特征的侧向氟取代二酚碎片离子。对于苯并吡喃醚类化合物,当吡喃环α位有烷基取代时将通过σ键的断裂引起烷基碳碳键的裂解,脱去烷基自由基得到相应的离子;特殊的,对于苯并吡喃醚类液晶化合物其可以通过吡喃环上的氢重排引起吡喃环开环从而得到对应的离子。通过对此两类含有醚键结构的液晶化合物的质谱分析可为该类液晶化合物的杂质解析与质量监测提供依据,将有助于同类液晶衍生物的识别,同时可为混晶的有效剖析提供参考。     

一种含氟液晶材料及其掉氟杂质的质谱分析

烷基双环己基三氟苯类液晶是TFT和高档第一极小TN混合液晶中常用的液晶单体,在生产过程中不可避免地会产生掉氟杂质,对这类单体和掉氟杂质的质谱分析有助于生产中对掉氟杂质的控制和液晶单体纯度的提高。通过比较丙基双环己基-3,5-二氟苯和丙基双环己基-3,4-二氟苯的质谱图发现,m/z为127和140的丰度比在两张质谱图上存在明显差别,比较了它们的共振形式,为最终确定掉氟杂质提供了可靠的依据。     

负性液晶材料电压保持率的研究

电压保持率(VHR)是表征液晶材料信赖性特性的重要参数之一,液晶材料的线残像特性与VHR相关。本文着重探讨了负性液晶材料在搭配不同PI材料,在不同电压、不同温度时VHR的表现。通过使用由不同PI材料制备的测试盒测量液晶材料在不同电压和温度下的VHR,从而得出负性液晶材料在不同条件下VHR的变化趋势。实验结果表明,测试盒的VHR值受到液晶材料和PI材料的共同影响。|Δε|较大的液晶材料VHR相对较低。在常温时,伴随充电电压升高,测试盒VHR呈下降趋势;而在高温时趋势相反,伴随充电电压升高,VHR呈上升趋势。|Δε|较高的液晶材料含有较多极性成分,易出现相对较低的VHR。常温时,离子运动较慢,伴随充电电压升高测试盒离子析出持续增加,离子析出增加会使测试盒VHR呈下降趋势。而高温时,离子活性较强,测试盒会析出大量离子,而大量离子不纯物的存在会使液晶盒在充电放时产生直流电残留,伴随充电电压升高,直流电残留电会更加严重,因此导致测试盒伴随VHR呈上升趋势。     

多氟多氰类负性液晶化合物的合成

为了满足液晶母体在不同情况下的参数需求,合成了2种新型的含有多氟多氰结构的具有较大负介电各向异性值的未知化合物用于液晶母体的调配。以邻苯二甲腈和邻二氟苯为原料,通过一系列反应合成了2种该类新型液晶单体。通过核磁共振、元素分析等方法确定了分子结构;利用偏光显微镜、示差扫描量热仪和旋转黏度计等测试手段,对其参数进行测定。实验表明,该类多氟多氰类化合物具有较小的光学各向异性值(Δn=0.096~0.107)、负值很大的介电各向异性值(Δε=-15.2~-16.7)和较大的旋转黏度(γ1=234.8~248.6mPa·s)。该类新型的多氟多氰类化合物可以用于液晶母体的调配并改善其部分性能,且制备方法原料易得,收率较高,易于实现工业化生产。     

含氟反式环己基联苯液晶的合成

分别以PdCl2或Pd2(dba)3(CHCl3)作催化剂,K3PO4作碱,吡啶为溶剂,通过Suzuki交叉偶联反应合成了3个含氟反式环己基联苯液晶。与PdCl2相比,Pd2(dba)3(CHCl3)催化效力高,用量少(摩尔分数为0.25%),能有效催化多氟-反式环己基联苯类液晶的合成,纯产品产率达80%～67%,该反应体系简单、高效,催化剂合成储存方便,经济实用,具有较高的工业应用前景。     

含氟液晶的性能、应用与合成进展

有源矩阵液晶显示器(AM-LCD)对液晶性能有严格的要求,这极大地促进了含氟液晶的发展。本文综述了近年来含氟液晶材料的开发、合成与应用进展,重点介绍了氟原子引入母体分子中不同位置对液晶化合物性能的影响以及相应的合成方法。文中结合液晶材料的相变温度、介电各向异性、双折射和黏度等数据,说明氟取代液晶分子中的关键位置,对液晶性能具有明显改善。重点介绍了末端氟取代液晶、苯环侧向氟取代液晶和中心桥键氟取代液晶的合成方法。     

含氟联苯乙炔类液晶的合成

丁基溴苯和间氟苯硼酸经Suzuki偶联生成4′丁基-3-氟联苯,4′丁基-3-氟联苯在低温下碘代生成3-氟-4-碘-4′-丁基联苯,3-氟-4-碘-4′-丁基联苯与5种取代苯乙炔发生Sonogashira反应生成5种含氟联苯炔类单体液晶。进行了产品结构的标定以及参数的测定,确定了化合物具有较大的光学各向异性(Δn)和较宽的向列相范围。     

烷基环己基苯类液晶的质谱裂解规律研究

利用气相色谱质谱联用仪(GCMS)对烷基环己基苯、烷基环己基联苯两类液晶单体共72个化合物在EI离子化模式下进行分析,结果表明此两类化合物具有相同的裂解途径和裂解机理。为烷基环己基苯类衍生物的结构解析与质量监测提供参考。其裂解途径主要为与苯环连接的环己烷发生开环裂解反应,生成特征的:苯乙烯(联苯乙烯)基的奇电子离子、苯丙烯(联苯丙烯)基的偶电子离子以及卓鎓偶电子离子。当苯环部分含有乙氧基以上取代基时,分子离子及其特征离子会发生重排脱去烯烃生成对应的苯(联苯)酚离子。对于环己基联苯类化合物在特征离子生成的基础上会进一步生成质量数减少2的脱氢离子。     

含氟三环液晶材料相变与分子构造相关性的机械旋转模型研究

报道了含氟双环已烷基置换液晶材料的分子结构与其相变关系的最新研究成果。本研究利用液晶分子的机械旋转模型,通过计算液晶分子的有关力学参数,分析了液晶材料的分子结构与相变的关系,发现该相关性也支持作者前期研究中提出的slim和fat分子结构现象,该结果为液晶分子的机械旋转模型提供了新的证据。     

含氟双环NCS液晶的合成与性质研究

合成了两种具有氟取代的双苯环异硫氰酸酯(NCS)类液晶单体。通过与不含氟NCS单体的对比发现,随着氟原子个数的增加单体的熔点逐渐降低,Δn值也逐渐降低,其中二氟代双环NCS单体的Δn为0.20。单氟代NCS单体混入商品液晶时具有提高其响应速度的特性,而二氟代材料对于响应速度的提升不明显。实验结果表明,单氟代双环NCS液晶是一种具有较高Δn、低熔点、低黏度的快速响应液晶材料,在液晶空间光调制器件中具有一定的应用前景。     

对三氟甲氧基苯酚酯类液晶的合成和相变研究

设计并合成了一类新型的对三氟甲氧基苯酚酯类液晶,其相变行为通过DSC及偏光显微镜进行了观察和测试。这类液晶化合物都显示一个很宽的近晶A相和一个很窄的向列相,近晶A相的温度范围不随烷氧基端链的长度发生变化,而向列相的温度范围却随着烷氧基链的增长而缩小。四氟苯环的引入降低了化合物的热稳定性,压缩了近晶相,却有利于向列相的形成。三氟甲氧基有利于近晶相。     

中红外波长负折射率液晶材料

在包含碳化硅核壳微球的向列相液晶中,理论计算发现在13～13.2μm中红外波段范围出现了负折射率。由于强烈声子激化共振产生大的介电常数,碳化硅微球在13.1μm附近产生负磁导率。通过确定壳层材料的等离子参数,获得了负折射率。电磁模拟解释了负介电常数和负磁导率产生的机理。     

含氟二苯乙炔类液晶材料的合成和性质研究

从烷基苄氯和对氟苯甲醛开始,用Ｗｉｔｉｎｇ－Ｈｏｒｎｅｒ反应合成了１,２－二苯乙烯,再加成一分子溴,然后脱去两分子溴化氢,将双键转变成三键,合成了末端为单氟和碳原子数分别为３,４,５,６正构烷基链的４种三环二苯乙炔类化合物。４种化合物分别具有从８５～１０１℃宽的向列相温度范围。     

二苯乙炔基异硫氰酸酯的合成与液晶性质研究

通过先偶联后还原的方法合成了3种具有氟取代的二苯乙炔基异硫氰酸酯化合物。液晶性质测试表明,这些材料均具有较高的Δn值,且随着分子中π电子共轭长度增加而变大,最大可达0.576。将这些高Δn液晶化合物溶于商品炔类液晶材料,可提高其响应速度;其中苯基二苯乙炔基异硫氰酸酯对器件响应性能的提升幅度最大。实验结果表明,二苯乙炔基异硫氰酸酯是一种具有高Δn、低旋转黏度的快速液晶材料,在液晶空间光调制器件中具有一定的应用价值。     

新型含氟甾体类液晶的合成与相变研究

设计并合成了3个系列的侧位氟原子取代的甾类液晶，其相变行为通过偏光显微镜观察和DSC进行验证，可以发现氟原子的取代位置不同，对化合物的相变性质影响很大。     

负性液晶垂面排列（VA）盒中壁的研究

文章从理论上概述了外场作用下向列相液晶盒中出现的Bloch壁,使用负性液晶对两种垂面排列（VA）盒进行实验研究。两种液晶盒均使用垂面聚酰亚胺（PI）作为取向层,一种盒涂敷PI后使用了后工艺过程,另一种盒涂敷PI而没有后工艺过程。第一种VA盒在强场作用下出现壁,它事实上验证了涂敷PI后工艺过程的有效性。在外场作用下,第二种VA盒出现不同的不稳定现象。     

负性液晶垂面排列(VA)盒中壁的研究

文章从理论上概述了外场作用下向列相液晶盒中出现的Bloch壁,使用负性液晶对两种垂面排列(VA)盒进行实验研究。两种液晶盒均使用垂面聚酰亚胺(PI)作为取向层,一种盒涂敷PI后使用了后工艺过程,另一种盒涂敷PI而没有后工艺过程。第一种VA盒在强场作用下出现壁,它事实上验证了涂敷PI后工艺过程的有效性。在外场作用下,第二种VA盒出现不同的不稳定现象。     

液晶微胶囊制备宽波反射凝胶

手征向列相(N*)液晶能够选择性反射入射光,但其反射波宽一般小于150nm。利用负介电各向异性的向列相液晶SLC10V513-200与手性化合物R1011、CB15配制出5种N*液晶,其反射波长能够覆盖整个可见光波段。使用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)界面聚合法制备出平均粒径为8.0μm的5种N*液晶聚脲微胶囊之后,将相同质量的5种微胶囊混入OP-10与IPDI中制备出微胶囊的凝胶。对80.0μm厚微胶囊凝胶薄膜施加交流电场,使微胶囊中的液晶处于平面织构状态,紫外固化微胶囊中的液晶性单体,固定微胶囊中N*液晶的平面织构,从而制备出可以反射可见光波段的微胶囊凝胶薄膜。