Mesogen-Jacketed Liquid Crystalline
Polymers: Molecular Design and Synthesis
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Zhihao Shen
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Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
LC Phases of MJLCPs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Special Properties of MJLCPs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Molecular Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Chemical Structure-Phase Behavior Relationships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Molecular Design for MJLCPs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Conventional Free Radical Polymerization . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Controlled Radical Polymerization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Ring-Opening Metathesis Polymerization (ROMP) . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 50
Transition Metal-Catalyzed Metathesis Polymerization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Polymer Reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Supramolecular Approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Future Directions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Abstract
Mesogen-jacketed liquid crystalline polymers (MJLCPs) are rigid side-chain polymers that can form columnar and smectic liquid crystalline (LC) phases. Their liquid
crystallinity is dependent on the molecular weights (MWs), and many MJLCPs
exhibit reentrant phase behaviors. The size of the structure formed by an MJLCP,
Z. Shen (*)
Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Key Laboratory of Polymer Chemistry and
Physics of Ministry of Education, Center for Soft Matter Science and Engineering, College of
Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing, China
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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_48
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Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
LC Phases of MJLCPs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Special Properties of MJLCPs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Molecular Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Chemical Structure-Phase Behavior Relationships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Molecular Design for MJLCPs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Conventional Free Radical Polymerization . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Controlled Radical Polymerization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Ring-Opening Metathesis Polymerization (ROMP) . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 50
Transition Metal-Catalyzed Metathesis Polymerization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Polymer Reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Supramolecular Approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Future Directions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Abstract
Mesogen-jacketed liquid crystalline polymers (MJLCPs) are rigid side-chain polymers that can form columnar and smectic liquid crystalline (LC) phases. Their liquid
crystallinity is dependent on the molecular weights (MWs), and many MJLCPs
exhibit reentrant phase behaviors. The size of the structure formed by an MJLCP,
Z. Shen (*)
Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Key Laboratory of Polymer Chemistry and
Physics of Ministry of Education, Center for Soft Matter Science and Engineering, College of
Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing, China
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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_48
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