DOI: 10.1051/jp2:1992213
J. Phys. II France 2 (1992) 1465-1477

Phase transitions and reentrant phenomena in liquid crystals having both rigid and flexible intramolecular joints

W. Pyzuk¹, E. Górecka¹, J. Mieczkowski² and J. Przedmojski<sup>3

1</sup>  Labortory of Dielectrics and Magnetics, Department of Chemistry, University of Warsaw, Al. Zwirki i Wigury 101, 02-089 Warsaw, Poland
²  Laboratory of Natural Compounds, University of Warsaw, 02-093 Warsaw, Poland
³  Laboratory of Crystallography, Warsaw Technical University, 02-663 Warsaw, Poland

(Received 10 December 1991, accepted in final form 24 March 1992)

Abstract
Two series of liquid-crystalline compounds having three phenyl rings separated by flexible spacer -CH(CH ₃)CH ₂-COO- and by rigid azo and azoxy group, were studied by DSC, optical and X-ray methods. For esters of dl-3-(4 -nitro)-phenylbutyric acid with 4 -alkoxy-phenylazo-phenol-4 having dodecyloxy or longer terminal chains, as well as for related azoxy compounds, a narrow (even below 5 K) reentrant or inverted nematic phase appearing between partly bilayer and monolayer smectics A was observed. For higher homologues of the azoxy series additional smectic phases appear, leading to the occurrence of new multicritical points, e.g. the critical end point A - C - N . On each of the lines, which separate nematic from smectic A phases, transitions are of weakly first or second-order and more than one tricritical point can occur. On the A ₁ - N/A ₁ - N line, a simple N - A ₁ tricritical point is observed at . The presence of further critical points depends on the components of the binary system involved. Four of the azoxy compounds studied undergo a second order phase transition between partly bilayer smectics, A and C . Such a transition is accompanied by a jumb in the specific heat, varying linearly with the length of the molecular tails. Various temperature dependences of the layer spacing in the A phase are observed for subsequent homologues from the azoxy series.

Résumé
Plusieurs cristaux liquides composés de trois groupements phényl séparés par un groupement -CH(CH ₃)CH ₂-COO-, ainsi que par des groupements azo et azoxy, ont été examinés par AED, méthodes optiques et par rayons X. Pour des esters de l'acide dl-3-(4 -nitro)phénylbutyrique et de 4 -alkoxy-phénylazo-phénol-4 ayant comme terminaison une chaîne dodecyloxy ou bien plus longue, ainsi que pour des composés azoxy relatif, on observe (même au-dessous de 5 K) une étroite phase nématique réentrante ou inverse entre les phases smectiques : monocouche et partiellement bicouche. Pour des homologues plus longs dans la série des composés azoxy, on a constaté l'existence d'autres phases smectiques ce qui implique l'apparition, sur les diagrammes des phases, de nouveau points multicritiques, par exemple le point A - C - N . Sur chaque ligne séparant les phases smectiques A de la phase nématique les transitions sont faiblement du premier ordre ou du deuxième ordre ce qui mène dans certain cas à plus qu'un point tricritique. Sur la ligne A ₁ - N/A ₁ - N on observe à 0,834 un simple point tricritique N - A ₁ - l'apparition des autres dépend du choix des constituants du système binaire. Dans le cas de quatre composés azoxy on a constaté une transition du deuxième ordre entre les phases smectiques partiellement bicouches, A et C . La transition est accompagnée d'un brusque changement de la chaleur spécifique qui varie linéairement avec la longueur de la queue de la molécule. Pour des homologues suivants de la série des composés azoxy on observe différentes dépendances en température de la distance entre les couches de la phase A .

PACS
61.30 - 64.79M

© Les Editions de Physique 1992