基于锂聚苯乙烯磺酸盐和胆固醇的铁电超分子液晶聚合物

《Polymers for Advanced Technologies》：Ferroelectric Supramolecular Liquid Crystal Polymers Based on Lithium Polystyrene Sulfonate and Cholesterol

本研究以不同锂离子含量的聚苯乙烯磺酸盐（PSS-0.1Li、PSS-0.4Li）为基质，结合胆固醇吡啶-3-基对苯二甲酸酯和不同分子量聚醚胺合成超分子铁电液晶聚合物。通过系统调控组分比例，发现材料呈现胆iral smectic C相，其铁电性能（饱和极化154nC/cm2，剩余极化57nC/cm2）与液晶单体含量正相关，并揭示了分子刚性、交联密度和锂离子强度对铁电性能的影响机制。

　　

摘要

以不同锂离子含量的锂聚苯乙烯磺酸盐（PSS-0.1Li和PSS-0.4Li）作为聚合物基质，通过液晶单体胆固醇吡啶-3-基对苯二甲酸酯和聚醚胺（PEA，分子量分别为D230和D400）合成了系列铁电超分子液晶聚合物。系统研究了组分比例对材料结构和性能的调控机制。利用多种仪器和技术方法对这些超分子聚合物的化学结构、微观形态、液晶行为、介电性能和铁电性能进行了表征。实验结果表明，液晶单体呈现胆甾相，而超分子聚合物则呈现手性向列C相。其熔点温度和清亮点温度受PEA产生的交联密度、离子配位效应以及液晶有序性的影响而变化。铁电性能与超分子聚合物中液晶单体的含量呈正相关。这些超分子聚合物表现出优异的铁电参数，包括饱和极化为154 nC/cm2和残余极化为57 nC/cm2。本研究系统探讨了超分子聚合物中的结构组成因素（如分子刚性、交联密度和锂离子强度）与铁电液晶性能之间的关系，为新型铁电液晶材料的开发提供了理论基础。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。