苯并菲类盘状液晶聚合物由于其丰富的相态结构及其特殊的物理性质,从而在光电子领域中存在广泛的应用前景。对于苯并菲类侧链液晶高分子的研究,大多数研究工作思路都是在“去偶合”理念的指导下进行的。本论文合理利用主链与苯并菲液晶基元之间的“偶合”作用,以合成方法简单,获得稳定液晶相的,苯并菲π-π堆积有序性高的苯并菲侧链型液晶高分子为出发点,设计合成多个系列具有不同化学结构的苯并菲侧链型液晶高分子,深入研究不同化学结构对此类聚合物相行为和相结构的影响。并通过无规共聚和嵌段的手段,实现对苯并菲类侧链型液晶高分子相行为和相结构的调控,同时加深对苯并菲类侧链型液晶高分子液晶相形成机制的理解,为苯并菲类侧链型液晶高分子在光电领域上的实际应用提供理论基础。本论文的研究工作包括以下几个方面:1.设计并通过普通自由基聚合的方法,首次合成了一系列不同主链结构的无柔性间隔基苯并菲侧链型液晶高分子(主链分别为:丙烯酸(PATS),甲基丙烯酸(PMTS),对乙烯基苯甲酸(PVTS),乙烯基对苯二甲酸(PBTCS))。研究结果表明,苯并菲盘状液晶基元直接与主链相连所得到的聚合物都能形成稳定的柱状相结构。主链和苯并菲液晶基元之间不存在柔性间隔基,在强偶合作用下,其柱状相结构是由主链与苯并菲液晶基元一起构筑的。基于主链刚性的不同,PMTS形成四方柱状相结构,而PATS,PVTS和PBTCS形成了六方柱状相结构。该系列聚合物都有较高玻璃化转变温度和清亮点。同时,由于苯并菲液晶基元受到主链的制约,苯并菲液晶基元之间π-π相互作用较小,π-π堆积有序性降低。2.设计并通过普通自由基聚合的方法合成一系列不同柔性间隔基长度的苯并菲侧链型液晶高分子(PMTnS,n为间隔基碳链长度,n=2,3,4,6),考察了不同柔性间隔基长度对PMTnS相行为和相结构的影响。研究结果表明,柔性间隔基长度对苯并菲类侧链型液晶高分子的相行为和相结构具有重要的影响。对于PMTS(没有柔性间隔基)和PMT2S(柔性间隔基较短),由于苯并菲受到主链的约束,苯并菲将尽可能充分利用主链周围的空间,与主链一起构筑形成了柱状相结构;对于PMTnS(n=3,4,6),在柔性去偶合作用下,其相结构转变成由苯并菲液晶基元π-π堆积而成的六方柱状相结构。虽然π-π堆积作用随着柔性间隔基长度的增加而增大,但聚合物液晶相的稳定性逐渐降低,其玻璃化转变温度和清亮点都随柔性间隔基的增长而降低。3.通过原子转移自由基聚合(ATRP)方法合成了两系列不同分子量,且分布窄的苯并菲侧链型液晶高分子PMTS(不含柔性间隔基)和PMT6S(主链与苯并菲液晶基元之间通过六个亚甲基连接)。研究结果表明,PMTS系列的液晶相行为和相结构与分子量大小有着非常重要的联系。当Mn<2.03×104 g mol-1时,PMTS以无定形态存在;当Mn≥2.03×104 g mol-1时,由于没有柔性间隔基,PMTS形成了由苯并菲液晶基元与主链一起构筑的四方柱状相结构。对于PMT6S系列,由于柔性间隔基去偶合作用,分子量对聚合物的液晶相结构没有影响,都形成由苯并菲液晶基元π-π堆叠形成的六方柱状相结构。4.通过自由基聚合方法合成了一系列不同烷烃尾链长度的无柔性间隔基苯并菲侧链型液晶高分子(PMTSm,m为烷烃尾链长度,m=1,2,4,6,8,10,12,14),考察了烷烃尾链长度对甲基丙烯酸主链的苯并菲侧链型液晶高分子相行为和相结构的影响。研究结果表明,在尾链为甲氧基时,PMTS1为无定形态;当m=2,4,6,8时,聚合物形成了由主链和苯并菲液晶基元一起构筑柱的状相,其玻璃化转变温度和清亮点随着烷烃尾链的增长而降低;当m=10,12,14时,聚合物形成稳定的柱状相结构,在320 oC也观察不到其清亮点,且随着温度的升高,聚合物的有序性增大。5.通过自由基聚合的方法合成了一系列不同比例的无柔性间隔基与含有6个碳为柔性间隔基的苯并菲侧链型液晶高分子单体的共聚物,poly(MTSx-co-MT6Sy)。研究结果表明,共聚物中柔性间隔基的摩尔含量(MPMT6S)对共聚物的相行为和相结构具有非常重要的影响。在柔性间隔基的摩尔含量(MPMT6S)≤75%时,共聚物形成由苯并菲液晶基元与主链一起构筑的柱状相结构;在柔性间隔基的摩尔含量(MPMT6S)增加到80%时,共聚物形成由苯并菲液晶基元π-π堆叠的六方柱状相结构。6.通过可逆加成-断链转移自由基聚合(RAFT)法合成分子量可控、分布较窄,且分子结构明确的刚-柔两嵌段液晶共聚物PMTS-b-PMT6S,分子结构中两段都具有液晶性质。研究结果表明,大分子链转移剂PMTS-CTA具有与均聚物PMTS较为相似的液晶性质,说明末端基团的引入,对大分子链转移剂PMTS-CTA的相结构没有影响。嵌段共聚物PMTS-b-PMT6S两组分的体积含量对其相行为和相结构具有一定的影响。随着共聚物中PMT6S链段的含量(fPMT6S)的增加,嵌段共聚物的玻璃化转变温度和清亮点逐渐降低。在嵌段共聚物中,当PMT6S链段的含量fPMT6S≤58.1%时,PMTS-b-PMT6S-1~PMTS-b-PMT6S-3的液晶相行为与均聚物PMTS相似,形成了柱状相结构;当PMT6S链段的含量fPMT6S≥64.2%时,PMTS-b-PMT6S-4和PMTS-b-PMT6S-5表现出与均聚物PMT6S相似的性质,形成了六方柱状相结构。