Жидкокристаллические растворы полимеров Жидкокристаллическое состояние раствора характерно

Жидкокристаллические растворы полимеров

Жидкокристаллическое состояние раствора характерно для случаев растворения жесткоцепных полимеров, обладающих высокой степенью асимметричности формы макромолекул. Образование однородной изотропной структуры раствора с хаотичным распределением макромолекул с асимметричной формой возможно только при небольших концентрациях полимера. По мере увеличения концентрации раствора стержневидные молекулы не могут иметь произвольную ориентацию. В результате стремления системы к состоянию с минимальной свободной энергией, происходит параллельная ориентация цепей и их плотная упаковка. Критическая концентрация полимера, при которой начинается фазовое разделение раствора с образованием жидкокристаллической фазы, определяется степенью асимметрии стержнеобразной молекулы: где x – отношение длины макромолекулы к диаметру.

В соответствии с теорией Флори, фазовое расслоение раствора на анизотропную и изотропную фазы происходит, если параметр гибкости макромолекулы f 0 < 0, 63. Таким образом, все жесткоцепные полимеры (f 0 < 0, 63) при отсутствии кинетических помех образуют термодинамически стабильную организованную фазу при некоторой концентрации, тем меньшей, чем меньше f 0. Диаграммы состояния растворов жесткоцепных полимеров с x=100 и различной величиной параметра жесткости f = 0 (а) и f = 0, 1 (б): 1 – область изотропных растворов. 2 – область анизотропных растворов, 3 – двухфазная область На рисунке показан вид диаграмм состояния ЖК-растворов, в которых термодинамическое сродство компонентов уменьшается при увеличении температуры. 3

Диаграммы состояния растворов, компоненты которых образуют молекулярные комплексы. Диаграмма состояния системы полимер – растворитель, содержащей молекулярный комплекс и жидкокристаллический раствор. Индивидуальный кристаллический полимер характеризуется температурой плавления. Молекулярный комплекс имеет температуру плавления. Линия ab – кривая ликвидуса, описывающая зависимость температуры плавления полимера от состава. Линия ликвидуса отделяет область однофазных анизотропных растворов (АР) от двухфазной области (КП+АР), содержащей фазы кристаллический полимера (КП) и анизотропного раствора (АР). В области концентраций растворителя от 0 до мк, при температуре ниже , система содержит кристаллические фазы: полимера и молекулярного комплекса (КП+МК). Кривая зависимость температуры плавления молекулярного комплекса от состава. Ниже этой кривой, в интервале составов система двухфазная (МК+АР). Кривая de отделяет область однофазных анизотропных растворов от двухфазной области (АР+ИР), содержащей фазы анизотропных и изотропных растворов. Выше кривой fg находится область однофазных изотропных растворов полимера. 4.