液晶高分子具有在分子和超分子水平的各向异性和整体上很好的机械性能,是一类重要的功能高分子材料。自从1987年周其凤教授等报道了首例甲壳型液晶高分子(MJLCPs)以来,多种不同化学结构的MJLCPs被合成出来,它们的液晶相结构也得到了表征。MJLCPs化学结构上为侧链型高分子,而物理性质上与主链型液晶高分子相似,具有很好的可调性。早期MJLCPs的高分子链呈柱状存在,具有一定的刚性,能形成多种柱状相,其柱子的直径、长度和表面形状可以通过改变侧基结构加以调控。与刚性的主链型液晶高分子不同,MJLCPs可以按照自由基聚合得到可控的分子量和分子量分布。
范星河教授自2000年4月加入北京大学化学学院周其凤教授组后,为了进一步解决MJLCPs的液晶相结构和化学结构之间关系这一基本科学问题,实现对MJLCPs液晶相结构的精确调控,进而使MJLCPs在发挥其特色和优势的领域得到实际应用,一直致力于MJLCPs分子结构设计、液晶相态调控和液晶嵌段共聚物多层次多尺度自组装结构研究,开展了分子设计、微观结构精确控制及材料功能性的创新性研究工作。如,通过增加侧基的刚性结构或侧基苯环共轭性或氢键等的相互作用,形成了MJLCPs的聚合物链超分子组装的新的体系-聚合物链超分子近晶相结构,丰富了超分子结构体系,并产生特殊的性质与功能。如,为了解决乙烯基主链MJLCPs单体大的侧基体积对自由基聚合带来的不利影响,提出了基于开环聚合的降冰片烯基主链MJLCPs单体结构,拓展了MJLCPs分子结构体系。MJLCPs可以按照不同类型的主链来决定不同的分子结构合成策略和聚合方式制备,得到可控的分子量和分子量分布。MJLCPs的独特构象和性质可作为功能性材料应用于多种领域,如耐高温热塑性液晶弹性体、耐高温锂电池用聚合物电解质、光学补偿膜等。
聚合物链超分子组装与功能化: 甲壳型液晶聚合物
范星河编著
北京:化学工业出版社
ISBN 978-7-122-466647-1
范星河,北京大学化学学院,教授、博士生导师、中石化氢能产业链咨询委氢能交通应用分委委员。
研究领域:高分子化学与物理、高性能与功能材料制备
主要从事高分子可控制备、超分子有序结构构筑与功能化、高性能聚合物材料制备、锂电池固态聚合物电解质材料、碱性电解水制氢复合隔膜等领域。
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