表面活性剂热致液晶性质的拉曼光谱研究

使用的仪器为BrukerISF-100拉曼光谱仪,激发光源为50mw,1064nm红外激光,温度控制使用自制的恒温装置。

从晶态到液晶态的变化过程中,分子间的距离和扭曲构象数将随着温度变化发生突变。其标志是亚甲基的伸缩振动带发生明显改变。

图1给出了C₁₆SBC₄N在2800-3000cm^-1范围内的拉曼谱带。位于2845cm^-1的拉曼峰可指认为亚甲基的对称伸缩振动,2880cm^-1谱带归结为全反式亚甲基反对称伸缩振动模式,处于亚甲基畸变亚甲基对称伸缩基模相互作用背景下,位于2926cm^-1附近的振动带主要是尾链端甲基对称伸缩模的费米共振及涉及亚甲基畸变的费米共振的贡献。升高温度时亚甲基的对称伸缩振动在约70℃时产生明显地向高波数移动,移到2848cm^--1,表明链的有序性降低,但与其溶液双分子膜体系(2850cm^-1)相比仍处于较为有序状态。依据峰高强度比I2850/I2880数据可明确得出晶态C₁₆SBC₄N中分子链间相互作用的温度依存性。同时I2935/I2880亦反映晶态中分子链内构象变化。这些强度比随温度升高的变化表明了烷基链的反式构象向扭曲构象转变在相变点附近大大加强,导致链扭曲程度增加,从曲线的斜率可以看出链内构象的变化受温度的影响更大,表现出较宽的温度变化范围。　

图2出1450^-1700cm^-1的拉曼位移。在晶态到液晶态的转变中,分子中C=N受到的影响较小,位于1620cm^-1的振动强度和波数基本不变。但是位于1595cm^-1和1570cm^-1的苯环振动分别移到1591cm^-1和1568cm^-1,表明相变对苯环的影响。根据席夫碱基的结构,涉及苯环的位移应与苯环间二面角的变位移4-5cm^-1。总之C₁₆SBC₄N晶态双层到液晶态的相变与溶液聚集体系的相变一致,而晶态双层比溶液双层结构更为有序。