Abstract
Objective. The work’s objective is to develop methods for the thermodynamic modeling of systems of liquid crystal - organic solvent. Methods. Four binary systems of nematic 4-pentyloxybenzoic acid (5OBA) with n-alkanes (hexadecane, octadecane, icosane, and docosane) were investigated via thermal analysis methods (differential thermal analysis, polarization microscopy, visual polythermal analysis, and the polytherm solubility method). The accuracy in determining phase transitions temperatures is within 0.3 K. To describe the phase equilibria, models based on the Hildebrand and Hansen solubility parameters were used. Hansen solubility parameters were estimated using the Stefanis scheme. Hildebrand solubility parameters, molar volumes, and vaporization enthalpies were calculated using a group contribution scheme. Results. Phase equilibria in the systems of 5OBA with n-alkanes were studied. Four T-x diagrams were obtained by thermal analysis methods, coordinates of invariant points (eutectics and metatectics) were determined in the systems. A linear dependence of the metatectic coordinate ( х 1 is a fraction of 5OBA, mol. %) on the number of C atoms in the alkane (N) was established: x 1 = -0.3131 x N + 85.467. Solubility polytherms of 5OBA with solvents of different polarity were obtained: n-alkanes (hexane, octane), cyclohexane, aromatic compounds (benzene, toluene, and o-xylene), chlorobenzene, ethyl acetate, acetone, 1,4-dioxane, alcohols (propan-2-ol, propan-1-ol, butan-1-ol), and acetonitrile. The dependence of 5OBA’s solubility on the difference in the solubility parameters of the components and the distance Ra was established. Conclusions. The model for regular solutions based on solubility parameters allows us to calculate the solubility polytherms of mesogens and to select solvents for the purification of mesogens by the mass crystallization method. The best solubility of 4-pentyloxybenzoic acid at 298 K appears in chlorobenzene.
Highlights
Целью работы является разработка методов термодинамического моделирования систем жидкий кристалл – органический растворитель
To describe the phase equilibria, models based on the Hildebrand and Hansen solubility parameters were used
The model for regular solutions based on solubility parameters allows us to calculate the solubility polytherms of mesogens and to select solvents for the purification of mesogens by the mass crystallization method
Summary
Методами термического анализа (дифференциальный термический анализ, поляризационная микроскопия, визульно-политермический анализ и метод политерм растворимости) исследованы 4 бинарные системы нематической 4-пентилоксибензойной кислоты (5OBA) с н-алканами (гексадекан, октадекан, эйкозан, докозан). Для моделирования политерм растворимости 5OBA использована модель регулярных растворов на основе параметров растворимости Гильдебранда и Хансена. Параметры растворимости Хансена мезогенов рассчитаны по групповой схеме Стефаниса. Методами термического анализа исследованы фазовые равновесия в системах 5OBA с н-алканами. Модель регулярных растворов с использованием параметров растворимости позволяет рассчитать политермы растворимости мезогенов и подобрать растворители для очистки мезогенов методом массовой кристаллизации. Ключевые слова: жидкие кристаллы, нематический, фазовые диаграммы, термический анализ, 4-н-пентилоксибензойная кислота, н-алканы, растворимость, термодинамическое моделирование, параметр растворимости Гильдебранда, параметр растворимости Хансена. Фазовые равновесия в системах 4-пентилоксибензойной кислоты с длинноцепочечными н-алканами.
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
