Ciekłe kryształy jako powierzchniowy wskaźnik temperatury. Charakterystyka mezofaz wybranych alkanianów (E)-4-((4-alkiloksyfenylo)diazenylo)fenylu i ich mieszanin

Abstract

Przeprowadzono analizę sytuacji fazowej metodami wzajemnie uzupełniającymi się związków z grupy alkanianów (E) 4 ((4 alkiloksyfenylo)diazenylo)fenylu (nOABOOCm), między innymi: metodami mikroskopii polaryzacyjnej (POM), analizy termo-optycznej (TOA) oraz skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC). Badane związki nOABOOCm można podzielić na pięć szeregów homologicznych (dla n = 3, 5, 7, 8 lub 10) składających się z przynajmniej 18 homologów (dla m = 1 – 19). Łącznie uzyskano 94 związki, w tym 74 wcześniej nie opisane w literaturze. Obserwowano występowanie fazy N, faz smektycznych (SmC, SmI, SmF, SmG oraz SmH), a także polimorfizmu fazy krystalicznej. Dla wybranych przedstawicieli związków z rodziny nOABOOCm wykonano dodatkowe pomiary parametrów fizykochemicznych z wykorzystaniem metod: dyfrakcji promieni rentgenowskich (XRD), Fourierowskiej spektroskopii w podczerwieni (FTIR), szerokopasmowej spektroskopii dielektrycznej (BDS) oraz spektroskopii w zakresie światła widzialnego oraz nadfioletu (UV–Vis). Celem głównym niniejszej pracy doktorskiej było przygotowanie i analiza diagramów fazowych dwuskładnikowych mieszanin związków ciekłokrystalicznych, w których jeden ze składników posiada centrum chiralne. Układy tego typu potencjalnie mogą znaleźć zastosowanie w termografii kontaktowej. Do przygotowania mieszanin ciekłokrystalicznych zawierających związki nOABOOCm z chiralnymi mezogenami wyselekcjonowano dwa homologi: 7OABOOC5 oraz 7OABOOC8. Materiałami zawierającymi grupę chiralną były: pochodna cholesterolu (nonanan cholesterylu) oraz związek zawierający ugrupowanie diazenylowe (2 chloropropionian (E) 4 ((4 undecylofenylo)diazenylo)fenylu). Sytuację fazową przeanalizowano metodami POM i DSC. Wykazano występowanie zjawiska indukowania fazy N*, a także zwiększenie temperaturowego zakresu występowania fazy N* względem czystych związków.

An analysis of the phase situation of compounds from the group of (E) 4 ((4 alkoxyphenyl)diazenyl)phenyl alkanoates was carried out with the use of complementary methods, including polarization optical microscopy (POM), thermo optical analysis (TOA) and differential scanning calorimetry (DSC). The investigated nOABOOCm compounds can be divided into five homologous series (for n = 3, 5, 7, 8, or 10) consisting of at least 18 homologues (for m = 1 – 19). A total of 94 compounds were obtained, including 74 never reported in the literature. The occurrence of the N phase, smectic phases (SmC, SmI, SmF, SmG, and SmH), as well as the polymorphism of the crystalline phases were observed. For selected nOABOOCm compounds additional measurements of physicochemical parameters were performed, using the following methods: X–ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), broadband dielectric spectroscopy (BDS), and visible light and ultraviolet spectroscopy (UV Vis). The main aim of this dissertation was to prepare and analyse phase diagrams of two component mixtures of liquid crystal compounds, in which one of the components has a chiral center. Such systems can potentially find application in contact thermography. Two nOABOOCm homologues were selected for the preparation of liquid crystal mixtures: 7OABOOC5 and 7OABOOC8. The materials containing the chiral group were: a derivative of cholesterol (cholesteryl nonanoate) and a compound containing a diazenyl moiety ((E) 4 ((4 undecylphenyl)diazenyl)phenyl 2 chloropropionate). The phase situation was analysed by POM and DSC methods. The phenomenon of induction of the N* phase, as well as an increase in the temperature range of the N* phase occurrence in relation to pure compounds were demonstrated.