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研究生：	陳建志 Chen, Chien-Chih
論文名稱：	含樟腦衍生基光敏性側鏈型液晶高分子之合成及光學特性探討 Synthesis and Optical Properties of Photo-isomerizable Side Chain Liquid Crystalline Polymers Containing Bornane Derivatives
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：	2005
畢業學年度：	93
語文別：	中文
論文頁數：	131
中文關鍵詞：	合成、側鏈型液晶高分子、光敏性、樟腦、液晶
外文關鍵詞：	photo-isomerizable, camphor, synthesis, liquid crystal, side chain liquid crystalline polymers
相關次數：	點閱：70 下載：3
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　　偶氮類的化合物在應用於光儲存材料上已廣泛地被合成與研究。但合成N=N的化合物其E-Z異構物具有熱回復的缺點，本文期望能將C=C異構化的不可回復特性應用在光儲存材料上。

　　本實驗由安息香酸(4-hydroxybenzoic acid)為起始物合成一具有Semetic A液晶相之單官能性液晶單體。另外，以四羥基苯甲醛(4-hydroxybenzaldehyde)合成一系列含具光學活性樟腦衍生基光敏性化合物。將具有液晶元的單體和含具光學活性樟腦衍生基光敏性之單體聚合成為側鏈型液晶高分子，探討其熱性質及其光學特性。並探討在稀薄溶液中，具光學活性高分子在紫外光照射之下光學性質的改變。所合成之化合物使用FT-IR、NMR、DSC、EA和XRD等儀器來加以鑑定。

　　實驗過程中，將市售液晶ZLI-2293與光學活性摻混物S811混合均勻之膽固醇液晶薄膜為主體的液晶系統，調配出在可見光區域有選擇性光反射的光學薄膜試片；再分別添加入不同的化合物於上述組成中，探討溫度效應與照射紫外光，對整體選擇性光反射波長(λo)移轉之影響。C=C在紫外光的照射下可行光異構化反應，但並無法影響液晶系統之選擇性光反射波長。由此結果顯示出，加入之光學活性摻混物對液晶之分子間引力甚小。本論文中亦有將膽固醇液晶薄膜試片加上光罩透過紫外光的照射得到影像紀錄，以說明在光儲存材料上的應用。

　A monomeric liquid crystal with semetic A phase was synthesized from 4-hydroxybenzoic acid. A series of photoisomerizable chiral compounds containing bornyl groups were also synthesized from 4-hydroxybenzaldehyde. Liquid crystalline side chain chiral polymers were synthesized from monomers with mesogenic segment and chiral monomers containing bornyl groups. Thermal properties and optical properties of polymers were all evaluated. Dependence of optical properties of chiral polymers in dilute solvent on UV irradiation was studied. Synthesized compounds were confirmed using FT-IR, NMR, DSC, EA and XRD.

　Cholesteric liquid crystal film was fabricated using commercially available ZLI-2293/S811 as the host cholesteric liquid crystal. Dependence of the UV spectrum of the cholesteric LC cells with various chiral dopants synthesized in this investigation on UV exposure was investigated. Photo- isomerization on C=C was confirmed using UV irradiation and it was found that there is no obviously reflected band variation of LC cells by adding chiral dopants with C=C segment synthesized in this investigation. The results suggest that the synthesized chiral dopants with C=C segment may have only weak molecular interaction on LC molecules. A real image recording of the cholesteric liquid crystal cell using UV exposure through a mask was achieved.

中文摘要--------------------------------------------------------------------------- I
英文摘要-------------------------------------------------------------------------- II
目錄------------------------------------------------------------------------------- III
表目錄--------------------------------------------------------------------------- VII
圖目錄-------------------------------------------------------------------------- VIII
符號表-------------------------------------------------------------------------- XVI

第一章 緒論---------------------------------------------------------------------- 1
1-1 前言--------------------------------------------------------------------------- 1
1-2 研究動機--------------------------------------------------------------------- 2

第二章 原理及文獻回顧------------------------------------------------------- 4
2-1 液晶簡介--------------------------------------------------------------------- 4
2-2 光學活性簡介--------------------------------------------------------------- 5
2-3 液晶的分類------------------------------------------------------------------ 7
2-4 液晶的光學異方性------------------------------------------------------- 11
2-5 外加電場對絕緣向列型液晶的影響-----------------------------------14
2-6 液晶聚合物概述-----------------------------------------------------------15
2-7 光學活性基團--------------------------------------------------------------21
2-8 光致變系統簡介-----------------------------------------------------------22
2-8-1 光變色材料之光變色機制--------------------------------------- 23
2-8-2 光變色材料之分類------------------------------------------------ 24
2-8-3 光致變型液晶高分子照光排列效應--------------------------- 25
2-9 偶氮苯衍生物之異構化------------------------------------------------- 26
2-10 含偶氮苯衍生物液晶高分子之應用--------------------------------- 27
2-11 膽固醇液晶之選擇性光反射系統簡介------------------------------ 34
2-11-1 小分子膽固醇型液晶可逆性顏色儲存系統之簡介-------- 35
2-11-2 膽固醇型液晶高分子於顏色儲存材料系統之簡介-------- 36

第三章 實驗部分-------------------------------------------------------------- 38
3-1 藥品------------------------------------------------------------------------- 38
3-2 儀器------------------------------------------------------------------------- 39
3-3 實驗步驟------------------------------------------------------------------- 40
3-3-1藥品純化------------------------------------------------------------- 40
3-3-2光敏性小分子之合成---------------------------------------------- 40
3-3-2-1合成(+)-4-(11-hydroxyundecyloxy)-benzylidenbornan- 
2-one (1d*)----------------------------------------------------- 40
3-3-2-2合成(S)-(-)-bornyl cinnamate (2a*)------------------------- 41
3-3-2-3合成(+)-4-(methyloxycarbonyloxy)-benzylidenbornan- 
2-one (3b*)----------------------------------------------------- 42
3-3-2-4合成(+)-4-methyloxy-benzylidenbornan-2-one (4a*)---- 43
3-3-2-5合成(E)-4-(2-(4-methoxyphenyl)diazenyl)phenol
 cinnamate (5b)------------------------------------------------- 44
3-3-3單官能性單體之合成------------------------------------------------ 45
3-3-3-1單官能性單體之合成 (6c)----------------------------------- 45
3-3-3-2單官能性單體之合成 (7c)----------------------------------- 47
3-3-4液晶單體之合成 (8c)------------------------------------------------ 48
3-3-5具光學活性光敏性單體之合成 (9c*)---------------------------- 50
3-3-6側鏈型高分子之合成 (P1~P7) ------------------------------------ 51
3-3-6-1均聚高分子 (P1)---------------------------------------------- 51
3-3-6-2共聚高分子 (P2*)--------------------------------------------- 52
3-3-6-3均聚高分子 (P3)---------------------------------------------- 52
3-3-6-4共聚高分子 (P4)---------------------------------------------- 53
3-3-6-5均聚高分子 (P5*)--------------------------------------------- 53
3-3-6-6共聚高分子 (P6*)--------------------------------------------- 54
3-3-6-7均聚高分子 (P7)---------------------------------------------- 55
3-4 試品的製作---------------------------------------------------------------- 55
3-4-1材料配方--------------------------------------------------------------- 55
3-4-2 玻片的清洗及空cell的製作--------------------------------------- 56
3-4-3光敏性化合物與液晶混合液之溶解度測試--------------------- 58
3-5 光敏性分子光致變性測試方法---------------------------------------- 58
3-6 光穿透度的量測---------------------------------------------------------- 58
3-7 溶液配製的測試---------------------------------------------------------- 59

第四章 結果與討論----------------------------------------------------------- 61
4-1 光敏性小分子之鑑定---------------------------------------------------- 61
4-2單官能性單體之鑑定----------------------------------------------------- 63
4-2-1單官能性單體之鑑定 (6c) ----------------------------------------- 63
4-2-2單官能性單體之鑑定 (7c) ----------------------------------------- 64
4-3 液晶單體之鑑定 (8c)---------------------------------------------------- 64
4-4 具光學活性光敏性單體 (9c*)之鑑定--------------------------------- 65
4-5側鏈型高分子之鑑定 (P1~P7)------------------------------------------ 65
4-5-1均聚高分子 (P1)----------------------------------------------------- 65
4-5-2共聚高分子 (P2*)---------------------------------------------------- 65
4-5-3均聚高分子 (P3)----------------------------------------------------- 66
4-5-4共聚高分子 (P4) ----------------------------------------------------- 66
4-5-5均聚高分子 (P5*)---------------------------------------------------- 66
4-5-6共聚高分子 (P6*)---------------------------------------------------- 66
4-5-7均聚高分子 (P7) ----------------------------------------------------- 66
4-6 高分子重量平均分子量及分子量分佈探討------------------------- 68
4-7含光學活性基團之旋光度探討----------------------------------------- 69
4-8 高分子熱重損失探討---------------------------------------------------- 70
4-9 安息香酸衍生物單體之熱性質和液晶性之探討------------------- 71
4-10 高分子之熱性質、液晶性和結構特性之探討---------------------- 72
4-11 含光敏性基團之光致變性探討--------------------------------------- 73
4-11-1 偶氮苯單體之光致變性探討------------------------------------ 73
4-11-2 含碳-碳雙鍵光敏性基團小分子之光致變性探討----------- 74
4-11-3 含碳-碳雙鍵光敏性基團高分子之光致變性探討----------- 75
4-11-4 含碳-碳雙鍵光敏性基團化合物之光致變性穩定性探討-- 75
4-12 選擇性光反射之系統應用--------------------------------------------- 75
4-12-1 添加光敏性分子於選擇性光反射系統之影響--------------- 76
4-12-2光敏性化合物照射紫外光對於選擇性光反射系統之影響- 77

第五章 結論------------------------------------------------------------------- 128
參考文獻----------------------------------------------------------------------- 129

                                    

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校內：2006-07-05公開
校外：2007-07-05公開

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