Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1092009), страница 5

Файл №1092009 Диссертация (Фазовые равновесия в системах из жидкокристаллических алкилоксибензойных кислот) 5 страницаДиссертация (1092009) страница 52018-01-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Ориентационный порядок, возникающий под действиемдисперсионных сил, при kT ≥ v разрушается вследствие хаотическоготеплового движения молекул.Степеньупорядоченностихарактеризуетсяпараметромориентационного порядка S:.(3)Но главным недостатком этой теории является полное игнорированиеэффектов ближнего порядка, т.е. важности стерического взаимодействия,которое, например, учитывается в модели Онзагера.

Оба этих подходадополняют друг друга. Однако из-за сложности проблемы даже болеедетальныемоделимогутдатьтолькополуколичественныекартиныструктуры жидкокристаллических фаз [73].В дальнейшем эти теоритические модели были развиты и примененыдля прогнозирования индуцирования различных смектических фаз поддействием электрических полей [74]. Виспользованиеподходамолекулярногоработе [75] показано, чтополяприводиткнадежнымпредсказаниям параметров порядка и других важных термодинамических27функций, таких как теплоемкость, ориентационная внутренняя энергияи энтропия реальных и / или виртуальных двуосных мезофаз.Водородныесвязижидкокристаллическомумогутнеупорядочению,тольконоиспособствоватьпрепятствоватьеговозникновению в зависимости от геометрии водородных связей. Исследуяравновесия в системах из АОБК, можно изучать динамику системс водородной связью.

Като с соавторами [76] открыл новые типы мезогенов,полученных с помощью межмолекулярного взаимодействия (водороднойсвязи) между функциональными группами пиридина и карбоновых кислот.Такие системы открывали новые перспективы в процессе созданияи контроля материалов с заданными свойствами. Но требовалась теория длякачественного описания процессов, происходящих в таких соединениях.В работе [77] рассматривается модель молекулы – стержни с одной илидвумя СООН – группами. С помощью водородных связей в системеобразовывалисьдимеры,мономерыилиболеедлинныеассоциаты.В результате авторы получили выражения для свободной энергии, энергииводородной связи, химического потенциала и осмотического давлениясистемы с водородной связью, состоящей из а) димеров и мономеров, б)ассоциатов определенной длины.

По таким данным можно получить видфазовой диаграммы для выбранных веществ. Точность рассчитанных по этойтеории и полученных из эксперимента данных не хуже 20 %.Для выяснения возможности индуцирования Sm A и Sm B фазв бинарныхсистемахизнематическихЖКсмежмолекулярнымивзаимодействиями [78] была разработана обобщенная термодинамическаямодель в рамках комбинированной свободной энергии Флори-Хаггинса дляизотропногосмешивания,свободнойэнергииМайер-Заупедляориентационного упорядочения, свободной энергии Мак Милана длясмектического упорядочения, свободной энергии Чандрасекхар-Кларк длягексагонального упорядочения и фазового поля для кристаллизации.28Различные фазовые переходы кристалл-смектик, смектик-нематик, нематикизотропопределяютсяпутемминимизациивышеуказанныхкомбинированных свободных энергий по отношению к каждому параметрупорядка этих мезофаз.

Изменяя силу анизотропного взаимодействияи параметры гексагональных взаимодействий, настоящая модель отражаетиндуцирование Sm A или Sm B фаз в бинарных системах. Особое значениеимееттотфакт,чторасчетныефазовыедиаграммыпоказываютзамечательное совпадение с экспериментальными данными для систем 4пентилцианобифенил с метоксибензолиден-n-бутиланилин (МББА), гдеиндуцируется Sm B и 4-циано-4-пентилоксибифенил с 4-пентилфенил-4гептилоксибензоат c Sm A фазой.Система сильнополярных мономеров и димеров изучалась в работе[47], используя статистическую теорию.

Анализ данных выявил, что набаланс между мономерами и димерами в подобных системах значительновлияет температура. При димеризации это оказывает влияние зависимостьдипольного момента (ϻ) от температуры перехода из нематической фазыв изотропную. Температура перехода увеличивается с ростом дипольногомомента молекулы при малых диполях также, как и при отсутствии димеров.Но при больших значениях дипольных моментов увеличение в начале маловыражено и потом сменяется убыванием, что вызвано образованиемогромного количества димеров в подобных системах.

Димеры имеютменьший дипольный момент, чем отдельные молекулы (мономеры), поэтомутемпература перехода N-I уменьшается с увеличением ϻ, посколькуу димеров дипольный момент меньше, чем у мономеров.Данная работапоказала, что свойства сильно полярных нематиков могут быть описаныв рамках модели мономер-димерного равновесия.В дальнейшем была разработана теория для описания фазовойпоследовательности в нематических смесях динамически равновесныхдимеров 6ОБК и 7OБК [79-81].29Авторыпоказали,чтотеоретическивозможносуществованиенескольких N субфаз и с изменением температуры между ними происходитфазовыйпереходблагоприятствуетIрода.тому,Вкладчтобыэнтропиивместоводногосвободнуюэнергиютипадимеров(AB)образовывались два (AA и BB). При этом происходит резкое уменьшениепараметра ориентационного порядка димера, который имеет более низкуюэнергию связи с увеличением параметр порядка других димеров. Такжеавторами на основании изменения структуры димеров 6ОБК и 7OБКпредложена модель процесса рекомбинации.1.5 Супрамолекулярные жидкие кристаллыСупрамолекулярнаяхимияявляетсяперспективныммеханизмомсоздания новых жидкокристаллических материалов со специальнымисвойствами.Специфическиемежмолекулярныевзаимодействия,участвующие в самоорганизации систем, оказывают существенное влияниена образование, устойчивость и мезоморфные свойства анизотропных фаз[82].

Процессы супрамолекулярной самосборки и более высокой степениинтеграцииданных коллективныхпроцессов самоорганизациимогутприводить к возникновению кооперативных свойств – фазовых переходов,фотоэффектов,проводимости,протонноготранспортаит.д.[83].Каламитные ЖК с активными терминальными заместителями можно считатьтипичными объектами супрамолекулярной химии, поскольку мезоморфизмподразумеваетдостаточнонаселенныйсупрамолекулярныйансамбль.Одной из групп каламитных супрамолекулярных ЖК являются Н-комплексы,образующиеся в многокомпонентной (чаще двухкомпонентной) системе.Образование нового Н-комплекса возможно при любом из следующихсоотношений:− оба компонента немезоморфные;30− один компонент – ЖК, второй – немезоген;− оба исходных компонента ЖК;Природасилмежмолекулярноговзаимодействияопределяетсуществование различных мезофаз и термодинамические свойства [84].Атомыворганическихмолекулахвосновномсоединеныковалентными связями с характерной энергией взаимодействия 1эВ намолекулу.

Межмолекулярные взаимодействия гораздо слабее 0.101-0.1 эВи природаихмежмолекулярныхсвязейразнообразнее.Механизмывзаимодействий мезогенных молекул можно подразделить на:− электростатические(разложениезарядовмолекулпомультиполям);− дисперсионные;− стерические (учет непроницаемости атомов или молекул другв друга);− водородные связи.При анализе супрамолекулярной системы очень важно учитыватьвзаимную «игру» всех этих взаимодействий [85].Водородная связь рассматривается как важная нековалентная связь,котораяприводитсупрамолекулярныхксоединениюкомплексовсмолекулобразованиемиформированиюмезофазы,котораяотличается от их индивидуальных компонентов [86]. Это взаимодействиехарактеризуется уникальным сочетанием свойств – высокой прочности,селективности и, в тоже время, динамичности.Уникальность Н-связи состоит в том, что одновалентный атомводорода, связанный с электроотрицательным атомом молекулы ковалентнойсвязью, одновременно связывается с другим электроотрицательным атомомтой же молекулы (внутримолекулярная водородная связь) или другоймолекулы (межмолекулярная водородная связь).

При этом структуравзаимодействующих молекул может значительно изменяться.31Следует отметить их роль в формировании физико-химических свойствЖКМ для средств обработки и отображения информации. Именно благодаряэтим взаимодействиям свойства ЖКМ не аддитивны сумме свойств ихмезоморфных компонентов, что вносит значительные затруднения в процессподбора состава композитов. Димернаяструктураопределяетсвойстваполярных нематогенов, и их разбавление слабо полярными нематикамиприводит к диссоциации на мономеры.

Но чаще молекулы сильно и слабополярных компонентов образуют смешанные ассоциаты.На данный момент актуальной и малоизученной в супрамолекулярнойхимии остаются проблемы, связанные со структурой образующихсяв мезофазе супермолекул, их термодинамическая устойчивость и влияние наосновные эксплуатационные параметры жидкокристаллических композиций[87].Анализпроблемыпоказывает,чтодляцеленаправленногоиспользования возможностей супрамолекулярной химии в области ЖКМнеобходимы сведения о структуре и устойчивости супермолекул, влиянии Нсвязи на важнейшие свойства мезогенов: анизотропию диэлектрическихи оптических свойств, объемные и реологические характеристики.

При этомесли анизотропные соединения обладают специфическими оптическими,электрическими, магнитными, химическими свойствами, дополнительноеупорядочение компонентов систем за счет Н-связей может привести к рядуновых уникальных свойств. Первичным фактором при формированиижидкокристаллических фаз является молекулярная форма компонентов.Разныетипымезоморфныхкомплексовмогутобразовыватьсяв зависимости от расположения комплементарных групп (участников Нсвязи) относительно длинной молекулярной оси соединений и количествамолекул.ВслучаеиндивидуальныхЖКчащевсегообразуютсягомодимерные ассоциаты линейного типа. Мезогенные димеры – наиболеепростая архитектурная форма супрамолекулярных жидких кристаллов, онинаиболее распространены и изучены.32Работа посвящена бинарным смесям супрамолекулярных каламитныхтермотропных ЖК, гомологам алкилоксибензойных кислот.

Посколькукарбоновыекислотылегкомогутбытьподвергнутыхимическоймодификации, резко расширяющей круг мезоморфных структур благодаряуниверсальномуи протонодонор)характеруиквазиароматическоговыгоднойкарбоксильнойгруппыгеометрическойшестичленногоциклаформес(электронообразующегосяводороднойсвязьюв циклическом димере. В мезогенах, образованных подобными молекулами,в соответствии с рисунком 7, возможно осуществление специфическихвзаимодействий, способных придавать им новые свойства.Рисунок 7. Схема образования димера п-н-алкилоксибензойной кислотыУсиление водородной связи в димерах, образованных молекуламикарбоновыхкислотмезоморфизму,сароматическимтак как при этомфрагментом,способствуетпроисходит расширениеобластисуществования нематической фазы [88].1.6 Самоорганизованные системы на основе карбоновых кислотРост технологических требований к новым жидкокристаллическимматериалам привел к тому, что ряд супрамолекулярных веществпрактически исчерпан.

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее