Liquid Crystalline Polymers: Structure and
Dynamics
10
Alejandro D. Rey, Edtson E. Herrera-Valencia, and
Oscar F. Aguilar Gutierrez
Contents
Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Liquid Crystals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Liquid Crystalline Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
Main-Chain and Side-Chain Liquid Crystalline Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Main-Chain Liquid Crystalline Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Side-Chain Liquid Crystalline Polymer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Biological Liquid Crystals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Theory and Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
Flow Modeling of Liquid Crystalline Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Quadrupolar Order Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Nematodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Characteristic Length Scales in LC Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
Leslie Ericksen Nematodynamics (LE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
Landau–de Gennes Nematodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
Defect Rheo-Physics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
Defect Nucleation Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
Texture Coarsening Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Applications to Liquid Crystalline Polymers (LCPs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 291
Transient Shear Response of Tumbling Lyotropic LCPs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
Shear-Induced Textural Transitions in Shear Flow-Aligning Thermotropic LCPs . . . . . . . . . 293
A. D. Rey (*) · O. F. Aguilar Gutierrez
Department of Chemical Engineering, McGill University, Montreal, QC, Canada
e-mail: alejandro.rey@mcgill.ca; oscar.aguilargutierrez@mail.mcgill.ca
E. E. Herrera-Valencia
Laboratorio de Reología y Fenómenos de Transporte, L-7/Primer-Piso; Unidad Multidisciplinaria
de Investigación Experimental Zaragoza (UMIEZ), Carrera de Ingeniería Química, Facultad de
Estudios Superiores Zaragoza, Universidad Nacional Autónoma de México, Iztapalapa, Mexico
e-mail: edtsonhv@comunidad.unam.mx; edtson_ed@hotmail.com
© Springer Nature Switzerland AG 2020
L. Zhu, C. Y. Li (eds.), Liquid Crystalline Polymers, Polymers and Polymeric
Composites: A Reference Series, https://doi.org/10.1007/978-3-030-43350-5_72
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Dynamics
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Alejandro D. Rey, Edtson E. Herrera-Valencia, and
Oscar F. Aguilar Gutierrez
Contents
Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Liquid Crystals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Liquid Crystalline Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
Main-Chain and Side-Chain Liquid Crystalline Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Main-Chain Liquid Crystalline Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Side-Chain Liquid Crystalline Polymer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Biological Liquid Crystals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Theory and Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
Flow Modeling of Liquid Crystalline Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Quadrupolar Order Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Nematodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Characteristic Length Scales in LC Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
Leslie Ericksen Nematodynamics (LE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
Landau–de Gennes Nematodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
Defect Rheo-Physics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
Defect Nucleation Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
Texture Coarsening Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Applications to Liquid Crystalline Polymers (LCPs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 291
Transient Shear Response of Tumbling Lyotropic LCPs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
Shear-Induced Textural Transitions in Shear Flow-Aligning Thermotropic LCPs . . . . . . . . . 293
A. D. Rey (*) · O. F. Aguilar Gutierrez
Department of Chemical Engineering, McGill University, Montreal, QC, Canada
e-mail: alejandro.rey@mcgill.ca; oscar.aguilargutierrez@mail.mcgill.ca
E. E. Herrera-Valencia
Laboratorio de Reología y Fenómenos de Transporte, L-7/Primer-Piso; Unidad Multidisciplinaria
de Investigación Experimental Zaragoza (UMIEZ), Carrera de Ingeniería Química, Facultad de
Estudios Superiores Zaragoza, Universidad Nacional Autónoma de México, Iztapalapa, Mexico
e-mail: edtsonhv@comunidad.unam.mx; edtson_ed@hotmail.com
© Springer Nature Switzerland AG 2020
L. Zhu, C. Y. Li (eds.), Liquid Crystalline Polymers, Polymers and Polymeric
Composites: A Reference Series, https://doi.org/10.1007/978-3-030-43350-5_72
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