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研究生： 宋昀潔
Sung, Yun-Chieh
論文名稱： 含光致變性光學活性摻混物膽固醇液晶聚酯之光學特性探討
Optical Behaviors of Cholesteric Liquid Crystalline Polyester Composites with Various Chiral Photochromic Dopants
指導教授： 劉瑞祥
Liu, Jui-Hsiang
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 化學工程學系
Department of Chemical Engineering
論文出版年： 2010
畢業學年度： 98
語文別： 中文
論文頁數： 98
中文關鍵詞： 主鏈型液晶高分子 、光致變性光學活性摻混物 、膽固醇液晶
外文關鍵詞： Main-chain liquid crystalline polymer, chiral photochromic dopant, cholesteric liquid crystal
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    • 本研究合成一系列主鏈型液晶高分子與光致變性光學活性摻混物，產物結構均以FT-IR、1H-NMR、EA確認，利用TGA、DSC、POM與WAXD分析主鏈型液晶高分子的熱穩定性質、液晶相變溫度與液晶相的鑑定，並以UV-vis吸收光譜分析光致變性光學活性摻混物的光化學反應。
    本研究中探討不同的光致變性光學活性摻混物在主鏈型液晶高分子基材中誘導分子排列的能力，亦針對摻混物中光致變性基團的光化學反應對膽固醇液晶選擇性光反射的影響做更進一步的探討。藉由調控光致變性光學活性摻混物在液晶高分子基材中的濃度，可成功誘導出選擇性光反射波段位於可見光的膽固醇液晶，同時利用摻混物中光致變性基團對UV光照的光敏感性，可藉由控制UV光的曝照時間來調變選擇性光反射於可見光波段，並成功獲得彩虹圖案的影像紀錄。此類主鏈型高分子液晶摻混材料，同時具有功能性高分子的特性與光學特性的可調變性，可應用在記錄材料與光學儲存元件上，為一具有前瞻性的高分子材料。

    To investigate the induction of photonic arrangement using chiral photochromic dopants, a series of novel chiral photochromic dopants and main-chain liquid crystalline polyesters were synthesized. The molecular structure of the synthesized compounds was identified using NMR, FTIR, and elemental analyses. Phase transition temperature and the liquid crystal phase determination of the synthesized polymers were estimated using DSC, WAXD and POM analyses.
    Furthermore, to investigate the dependence of UV light irradiation on incident reflection band, we mixed main-chain liquid crystalline polymers with chiral photochromic dopants to form the liquid crystalline polymer blends. The influence of dopant concentration and the solubility in liquid crystalline polymer blend were also studied. Due to the photochemical reaction of the chiral photochromic dopants, the reflection band of the cholesteric liquid crystalline polymers could be adjusted and tuned at visible light region. A real image recording of chiral photochromic liquid crystalline polymer blend was achieved by exposing UV light through a mask.

    中文摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 表目錄 VII 圖目錄 VIII Scheme XI 符號表 XII 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機與方向 2 第二章 原理與文獻回顧 4 2.1 液晶簡介 4 2.2 液晶的分類 6 2.3 液晶的分子構造 11 2.4 膽固醇型液晶概述 13 2.4.1 光學活性物質的效應 13 2.4.2 膽固醇型液晶光學織構 17 2.4.3 膽固醇型液晶可逆性顏色儲存系統簡介 18 2.5 液晶高分子概述 20 2.5.1 液晶高分子的分類 20 2.5.2 主鏈型液晶高分子之分子設計 22 2.5.3 主鏈型液晶高分子之合成方法 24 2.6 光致變色物質簡介 27 2.6.1 光致變色反應機制 28 2.6.2 光致變色反應之分類 30 2.6.3 光致變色材料 31 2.7 光致變型液晶高分子系統 33 第三章 實驗部分 36 3.1 實驗藥品 36 3.2 實驗儀器 37 3.3 實驗步驟 39 3.3.1 二羧酸單體之合成 39 3.3.2 含光學活性基團的二酚單體之合成 40 3.3.3 含光致變性基團的光學活性化合物之合成 40 3.3.3.1 含cinnamate基團的光學活性化合物之合成 40 3.3.3.2 含azobenzene基團的光學活性化合物之合成 42 3.3.4 主鏈型高分子之合成 47 3.4 選擇性光反射的測量 50 第四章 結果與討論 51 4.1 單體之鑑定 51 4.1.1 二羧酸單體之鑑定(M1) 51 4.1.2 含光學活性基團的二酚單體之鑑定(M2*) 51 4.2 含光致變性基團的光學活性化合物之鑑定 52 4.2.1 含cinnamate基團的光學活性化合物 (D1,D2) 52 4.2.2 含azobenzene基團的光學活性化合物 (D3) 53 4.3 液晶高分子之鑑定 57 4.3.1 液晶高分子之元素分析 57 4.3.2 液晶高分子重量平均分子量與比旋光度之探討 59 4.3.3 液晶高分子熱性質、液晶相和結構特性之探討 60 4.3.4 液晶高分子熱重損失之探討 71 4.4 含光致變性基團的光學活性化合物之光化學反應探討 73 4.4.1 含cinnamate基團的光學活性化合物 (D1,D2) 73 4.4.2 含azobenzene基團的光學活性化合物 (D3) 77 4.5 液晶高分子摻混光致變性光學活性化合物之探討 80 4.5.1 光致變性光學摻混物與Type(I)液晶高分子之摻混效應 80 4.5.2 光致變性光學摻混物與Type(II)液晶高分子之摻混效應 85 4.5.3 光致變性光學摻混物與Type(III)液晶高分子之摻混效應 90 4.6 光致變性膽固醇液晶高分子摻混系統於光學儲存元件上的應用 93 第五章 結論 94

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    下載圖示 校內：2012-08-02公開
    校外：2012-08-02公開
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