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博碩士論文 etd-0815112-162502 詳細資訊
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論文名稱
Title
立體障礙對二苯并[a,c]二氮蒽雙聚盤型液晶性質的影響
Steric Interaction for Tuning Mesomorphic Properties of Dimeric Dibenzo[a,c]phenazine Discogens
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
150
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2012-06-21
繳交日期
Date of Submission
2012-08-15
關鍵字
Keywords
盤型雙聚液晶、分支鏈、管柱液晶、玻璃態、二苯并[a,c]二氮蒽
columnar liquid crystal phase, branched chains, glassy state, dibenzo[a,c]phenazine, dimeric DLCs
統計
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中文摘要
我們利用快速簡便的方法合成出以二苯并[a,c]二氮蒽為核心架構,並引入分支烷鏈的盤型雙聚分子,透過偏光顯微鏡、微差掃描卡計和X光粉末繞射儀鑑定此系列化合物為液晶分子,此物質展現出高分子的性質以及玻璃態;我們也觀察到分支烷鏈取代基對二苯并[a,c]二氮蒽盤型雙聚分子中間相的影響,確實加強了中間相的穩定度。
Abstract
The dibenzo[a,c]phenazine dimers with the branched alkoxy chain of disc were synthesized simplely. We now show on the synthesis of this series of compounds which were found to exhibit mesomorphism as determined by polarized optical microscopy (POM), differential scanning calorimetry (DSC) and X-ray diffraction (XRD). These materials showed polymeso- morphism and glass formation. In our investigations, we also observed that the effects of branched chains on dibenzo[a,c]phenazine enhanced columnar liquid crystal phase stability indeed.
目次 Table of Contents
目錄
論文審定書...…......…............…........................……i
誌謝………………………………………...ii
中文摘要……………………………………….…….……………….…..iii
英文摘要………………………....…….....…………...………………… iv

第一章 緒論 1
1-1前言 1
1-2 液晶簡介 2
1-3 盤型雙聚液晶之文獻回顧 13
1-3.1 玻璃態 (Glassy state) 15
1-3.2中間橋基長度以及不同官能基的影響 16
1-3.3 離子液晶(Ionic liquid crystals) 22
1-3.4 Electron acceptor–electron donor (n–p types) DLC 25
1-4 引入分支側鏈對其中間相有何影響之文獻回顧 28
第二章 研究動機與目的 36
第三章 實驗與討論 38
3-1系列一 (Y. BR1. 6.) 38
3-1.1合成策略 39
3-1.2實驗流程與合成結果 40
3-1.3物性鑑定與探討 48
3-1.4結論 58
3-2系列二(Y. 6. PR1.) 60
3-2.1合成策略 61
3-2.2實驗流程與合成結果 62
3-2.3物性鑑定與探討 67
3-2.4結論 72
3-3系列一與系列二之綜合探討 74
3-4系列三(6. YR. 6.) 81
3-4.1合成策略 82
3-4.2實驗流程與合成結果 83
3-4.3物性鑑定與探討 89
3-4.4結論 95
第四章 總結論 96
第五章 實驗部分 99
參考文獻 123
附錄 126


表次
表1- 1 18
表1- 2 19
表1- 3 20
表1- 4 23
表1- 5 Thermal characterization for the investigated dovetailed HBC 30
表1- 6 Intracolumnar charge carrier mobilities for the dovetailed HBC 30
表1- 7 Phase transition temperatures (oC) and enthalpy changes (kJmol-1)of 31
表1- 8 33
表1- 9 35

表3-1、化合物8之產率 41
表3-2、化合物9之產率 42
表3- 3、系列一化合物之產率 47
表3-4系列一化合物之DSC測量結果表格 51
表3- 5系列一化合物之XRD測量結果表格 55
表3- 6、化合物11b與11c之產率 65
表3- 7、化合物12b與12c之產率 65
表3- 8、化合物13b與13c之產率 66
表3- 9、系列二化合物之產率 66
表3- 10系列二化合物之DSC測量結果表格 70
表3- 11系列二化合物之XRD測量結果表格 71
表3- 12系列一化合物之計算中間橋基斜拉方式的最短可能距離 76
表3- 13系列一化合物與*曾美君學姊碩士論文化合物DSC測量結果與玻璃態持久時間表格 80
表3- 14、化合物8e的產率 84
表3- 15、化合物9e之產率 85
表3- 16、系列三化合物之產率 88
表3- 17系列三化合物之DSC測量結果表格 92
表3- 18系列三化合物之XRD測量結果表格 93
圖次
圖1- 1(a)主鏈型液晶高分子(MCLCP) (b)側鏈型液晶高分子(SCLCP) 4
圖1- 2桿型液晶結構示意圖 5
圖1- 3向列型液晶分子排列示意圖及向列型液晶之偏光顯微鏡紋理圖 6
圖1-4層列型液晶分子SA與SC排列示意圖及SA之偏光顯微鏡紋理圖 6
圖1- 5膽固醇型液晶分子排列之示意圖及其偏光顯微鏡紋理圖 7
圖1- 6 Hexa-alkanoyloxy-benzene 8
圖1- 7盤型液晶結構示意圖 8
圖1- 8(a)盤型向列型液晶(discotic nematic)及(b)盤型柱型液晶(discotic columnar)示意圖 9
圖1- 9 (a) hexagonal columnar (b) rectangular columnar (c) columnar 10
圖1- 10 Colho and Colhd示意圖 10
圖1- 11三種四角管柱C(2/m), P(2/m), P(21/a)分子排列示意圖 11
圖1- 12 (a)Triphenylene based main-chain LCPs and (b-f) side-chain LCPs with backbones based on (b) poly(meth)acrylate; (c) polysiloxanes; (d) polybutadiene (e) poly(vinylene-cyclopentylene); (f) polybutylene. 6 14
圖1- 13雙聚液晶的可能架構7 14
圖1- 14此盤型雙聚分子可能的排列情形 18
圖1- 15 在triphenylene盤引入酯類官能基取代一條烷氧基側鏈結構 20
圖1- 16不同分子從液晶態轉變為固態的表示圖: (a)低對稱的單體盤型分子 (b)盤型雙聚分子 (c)主鏈型盤狀高分子(d)不對稱的盤型雙聚分子14 21
圖1- 17 離子液晶分子結構 24
圖1- 18 化合物22管柱液晶可能的排列方式 27
圖1- 18 (a) X-ray diffraction pattern obtained for compound 24c at room temperature. (b) x-averaged one-dimensional intensity vs. 2θ profile derived from (a). 32

圖2- 1盤型雙聚分子在管柱液晶相中可能的排列堆疊方式26 37

圖3- 1化合物Y.B6.6.在偏光顯微鏡下有蓋玻片降溫的過程中,於170 oC所觀測到的液晶紋理圖(100X) 50
圖3- 2化合物Y.B6.6.在偏光顯微鏡下無蓋玻片降溫的過程中,於170 oC所觀測到的液晶紋理圖(100X) 50
圖3- 3系列一化合物first heating之DSC測量結果柱狀圖 53
圖3- 4系列一化合物second cooling DSC測量結果柱狀圖 54
圖3- 5化合物Y.B6.6.於90oC之XRD圖 57
圖3- 6化合物Y.B6.6.於30oC、90oC、190oC之XRD疊圖 57
圖3- 7 a值為六角管柱之間距 58
圖3- 8 系列一與系列二化合物分子在管柱液晶相中可能的排列方式 59
圖3- 9化合物Y.6.P10.在偏光顯微鏡下有蓋玻片降溫的過程中,於90oC所觀測到的紋理圖(200X) 68
圖3- 10化合物Y.6.P10.在偏光顯微鏡下有蓋玻片降溫的過程中,於90oC所觀測到的紋理圖(200X) 69
圖3- 11化合物Y.6. P12.在偏光顯微鏡下有蓋玻片降溫的過程中,於室溫所觀測到的紋理圖(100X) 69
圖3- 12化合物Y.6.P12.於60oC之XRD圖 72
圖3- 13推測系列一化合物分子在管柱液晶相中可能的新排列方式 74
圖3- 14此排列中三角形斜邊長度為中間橋基以斜拉方式連接兩盤的最 75
圖3- 15藍色股邊長為已知的盤與盤之間距;紅色股邊長為已知的管柱間距扣除一個盤的距離;斜邊X為中間橋基斜拉方式最短的可能距離 75
圖3- 16由平排的型式轉為向下斜拉的型式示意圖 76
圖3- 17系列一化合物first heating之DSC測量結果柱狀圖 78
圖3- 18曾美君學姊碩士論文化合物及DSC測量結果柱狀 78
圖3- 19曾美君學姊碩士論文化合物從六角管柱液晶轉換成四角管柱液晶排列模型示意圖26 79
圖3- 20系列一化合物second cooling DSC測量結果柱狀圖 79
圖3- 21合物6.Y8.6.在偏光顯微鏡下有蓋玻片降溫的過程中,於135oC所觀測到的紋理圖(100X) 91
圖3- 22化合物6.Y8.6.在偏光顯微鏡下無蓋玻片降溫的過程中,於50oC所觀測到的紋理圖(100X) 91
圖3- 23化合物6.Y8.6.於90oC之XRD圖 94
圖3- 24化合物6.Y8.6.於於30oC、90oC、190oC之XRD疊圖 95

圖4 - 1化合物Y.B8.6.在偏光顯微鏡下有蓋玻片降溫的過程中,於164 oC所觀測到之晶體(100X) 126
圖4 - 2化合物Y.B8.6.在偏光顯微鏡下無蓋玻片降溫的過程中,於160 oC所觀測到之圖(100X) 126
圖4 - 3化合物Y.B10.6.在偏光顯微鏡下有蓋玻片降溫的過程中,於150 oC所觀測到之圖(200X) 127
圖4 - 4化合物Y.B10.6.在偏光顯微鏡下無蓋玻片降溫的過程中,於145oC所觀測到之圖(100X) 127
圖4 - 5化合物Y.B12.6.在偏光顯微鏡下有蓋玻片降溫的過程中,於135 oC所觀測到之圖(100X) 128
圖4 - 6化合物Y.B12.6.在偏光顯微鏡下無蓋玻片降溫的過程中,於130 oC所觀測到之圖(100X) 128
圖4 - 7化合物Y.B6.6. DSC圖 129
圖4 - 8化合物Y.B8.6.DSC圖 129
圖4 - 9化合物Y.B10.6. DSC圖 130
圖4 - 10化合物Y.B12.6. DSC圖 130
圖4 - 11化合物Y.6.P10. DSC圖 131
圖4 - 12化合物Y.6.P12. DSC圖 131
圖4 - 13化合物6.Y8.6. DSC圖 132
圖4 - 14化合物Y.B8.6.於90oC之XRD圖 133
圖4 - 15化合物Y.B8.6.於30oC、90oC、190oC之XRD疊圖 133
圖4 - 16化合物Y.B10.6.於90oC之XRD圖 134
圖4 - 17化合物Y.B10.6.於30oC、90oC、190oC之XRD疊圖 134
圖4 - 18化合物Y.B12.6.於90oC之XRD圖 135
圖4 - 19化合物Y.B12.6.於30oC、90oC、170oC之XRD疊圖 135
圖4 - 20化合物Y.6.P12.於30oC、60oC、80oC、110oC之XRD疊圖 136
圖4 - 21化合物Y.6.P10.於60oC之XRD圖 136
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