周鴻文

（珠海長(zhǎng)先新材料科技股份有限公司，廣東 珠海 519000）

高分子與低聚物之分主要是苯并菲分子量不同所致。相比于低聚物來(lái)說(shuō)，高分子具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，且化學(xué)穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性良好。苯并菲液晶高分子按照不同結(jié)構(gòu)劃分為主鏈型，側(cè)鏈型、超支化以及彈性體等，上述物質(zhì)的結(jié)構(gòu)差異比較大，且存在不同的合成方法。

1 苯并菲液晶高分子合成

苯并菲衍生物制備方法比較多，不同方法能夠合成不同衍生物，例如α—取代六烷氧基（1）、對(duì)稱(chēng)六取代苯并（2）等。如圖1 所示。帶羥基苯并菲衍生物的價(jià)值比較高，能夠合成多種苯并菲液晶高分子。側(cè)鏈型前體為單羥基苯并菲，通過(guò)活性官能團(tuán)羥基與其他機(jī)團(tuán)反應(yīng)，以此合成側(cè)鏈型苯并菲高分子。

1.1 帶羥基苯并菲合成

圖1 α 取代六烷氧基苯并菲衍生物

帶羥基苯并菲合成方法比較便捷，容易提純。如圖2 所示。反應(yīng)溫度控制在5℃以?xún)?nèi)，反應(yīng)時(shí)間為2.5h，之后將甲醇加入到反應(yīng)液中，使用柱層析分離提純[1]。上述反應(yīng)需要應(yīng)用原料3和4 對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行控制，產(chǎn)物5 和6 為目標(biāo)產(chǎn)物。在6 中有多種同分異構(gòu)體。

1.2 側(cè)鏈型苯并菲液晶高分子合成

按照苯并菲中心核引入聚合基團(tuán)的不同時(shí)間，可以將側(cè)鏈型高分子合成如下：首先合成不飽和官能團(tuán)的苯并菲衍生物，之后通過(guò)不飽和官能團(tuán)的縮聚效應(yīng)合成聚合物。采用以上制備方法所制備的單羥基苯并菲7，將其與二溴代烷溶解到燒瓶?jī)?nèi)，采用無(wú)水乙醇作為溶劑，添加碘化鉀和碳酸鉀，攪拌24h。之后得到化合物8，之后在適宜條件下與甲基丙烯酸進(jìn)行反應(yīng)，得到化合物9，之后將該化合物與二氮二異丁腈溶解到苯中，加熱升溫到60℃，反應(yīng)48h 之后添加四氫呋喃，得到目標(biāo)產(chǎn)物10[2]。如圖3 所示。

其次，首先合成不飽和官能團(tuán)苯并菲衍生物，之后采用不飽和鍵的加成效應(yīng)，將聚合基團(tuán)引入到苯并菲衍生物中，此時(shí)可以確?；衔锏囊壕再|(zhì)。上述所應(yīng)用的合成方法是按照苯并菲中心核引入聚合基團(tuán)的不同順序進(jìn)行分類(lèi)。當(dāng)前，針對(duì)側(cè)鏈型聚合物的研究比較多，因此制備方法的可選擇性也比較高。但是此種聚合物合成方式還存在較多問(wèn)題，需要進(jìn)一步進(jìn)行研究和分析。

圖2 羥基苯并菲的合成

圖3 聚丙烯酸側(cè)鏈苯并菲液晶高分子的合成路線(xiàn)

2 苯并菲液晶高分子的應(yīng)用

2.1 光電材料中的應(yīng)用

當(dāng)前，在計(jì)算機(jī)顯示屏、智能手機(jī)屏以及液晶電視等日常生活用品中都開(kāi)始應(yīng)用液晶材料。國(guó)外學(xué)者將苯并菲液晶小分子和聚合物應(yīng)用到有機(jī)光電二極管中，取得顯著應(yīng)用效果。還有部分學(xué)者在光電材料中應(yīng)用苯并菲液晶高分子，將其制作為氣體傳感器，應(yīng)用效果比較顯著。以苯并菲高分子材料為原料的氣體傳感器具有較高的經(jīng)濟(jì)性，且可以靈敏反應(yīng)。還有部分學(xué)者將苯并菲液晶應(yīng)用作為晶體管材料，通過(guò)應(yīng)用實(shí)踐能夠看出，此種晶體管具備良好的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。近幾年，國(guó)外研究小組將苯并菲液晶彈性體應(yīng)用到光電材料中，按照研究結(jié)果能夠看出，在加熱此種材料時(shí)彎曲變形情況比較嚴(yán)重，并且會(huì)使光子帶隙轉(zhuǎn)變?yōu)槎滩ā２⑶掖朔N轉(zhuǎn)變過(guò)程具有可逆效果，也具備較高的重復(fù)性和反應(yīng)速度。此外，苯并菲液晶材料也可以檢測(cè)環(huán)境溫度。

2.2 高強(qiáng)度材料中的應(yīng)用

苯并菲液晶材料中含有介晶基元，可以在外力場(chǎng)作用下形成分子鏈取向。苯并菲分子的特點(diǎn)能夠使其應(yīng)用到高強(qiáng)度材料中。采用苯并菲高分子所制備的材料密度比較小，但是強(qiáng)度卻顯著優(yōu)于傳統(tǒng)材料，因此在多個(gè)領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。

2.3 在功能分子膜中的應(yīng)用

苯并菲高分子材料的功能分子膜是對(duì)細(xì)胞生物膜的功能原理模仿而來(lái)。由于功能分子膜的功能比較接近于生物膜，所以針對(duì)物質(zhì)具備選擇透過(guò)效果，被廣泛應(yīng)用到電荷分離膜、離子交換膜以及脫鹽膜中。除此之外，液晶高分子還被應(yīng)用到信息存儲(chǔ)、圖像顯示以及復(fù)合材料等領(lǐng)域。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展過(guò)程中，對(duì)于苯并菲高分子材料的需求度也在不斷提升，由此促進(jìn)了液晶高分子領(lǐng)域的發(fā)展。苯并菲高分子便于合成，且具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，可以形成比較良好的液晶相，有利于傳輸和轉(zhuǎn)移光電子，因此在光電材料中被廣泛應(yīng)用。盡管主鏈型與側(cè)鏈型的苯并菲液晶分子優(yōu)勢(shì)比較多，然而在實(shí)際應(yīng)用期間也存在較多問(wèn)題，需要進(jìn)一步進(jìn)行分析和研究。正是由于苯并菲液晶高分子在各行業(yè)的應(yīng)用，因此筆者堅(jiān)信，苯并菲液晶高分子材料在未來(lái)發(fā)展中將會(huì)不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍。