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含氟吡咯、吡咯烷液晶分子的合成与性能研究

2014-08-16李惠娟刘培炼陈虹任

华南师范大学学报(自然科学版) 2014年3期

李惠娟,刘培炼,陈虹任,张 弘,曾 卓

(华南师范大学化学与环境学院,广州510006)

液晶材料具有广泛的应用,现已成为备受关注的新型材料[1-4].建立液晶理论模型并采用可行的合成方法去寻找低熔点、高清亮点的液晶单体化合物、尽可能降低液晶材料的粘度和增大液晶材料的介电各向异性(Δε)成为液晶材料研究的目标[5-9].在液晶分子中引入氟原子会使液晶材料具有黏度低、电阻率高、响应速度快、脂溶性好、优良的化学稳定性等优点,使得含氟液晶广泛应用于薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)[10].但含氟液晶目前仍然存在相变区间窄,清亮点较低等问题[11].为了拓宽液晶分子的介晶相范围和提高清亮点,人们常在其结构中引入多环作为刚性结构[12-14],多数液晶分子含有苯环结构,在分子末端苯环的3,4位或者3,4,5位引入氟原子可以提高液晶材料的介电各向异性[15-17],然而此类化合物的介电各向异性(Δε)仍然相对较小,器件仍需较大的阈值电压,降低了液晶材料的性能.

为了解决上述问题,本课题组选择含氟氮杂五元环(吡咯,吡咯烷)作为液晶结构刚性基元,吡咯、吡咯烷是富电子的五元杂环,其电子流动性大,具有独特的光学性质和电子传输能力,且其衍生物的熔点较低,同时这些含氟吡咯和吡咯烷分子中含有供电子的氮原子和多个强极化的C—F键,这些特性能提高液晶单体材料的清亮点和介电常数,本文设计并合成了吡咯烷、3,3,4,4-四氟吡咯烷、3,4-二氟吡咯3个系列五……

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