英文名稱 :liquid crystal polymerLCP,中文名稱叫液晶聚合物。LCP是介于固體結(jié)晶和液體之間的中間狀態(tài)聚合物,其分子排列雖然不像固體晶態(tài)那樣三維有序,但也不是液體那樣無序,而是具有一定(一維或二維)的有序性。它是一種新型的高分子材料,在熔融態(tài)時一般呈現(xiàn)液晶性。這類材料具有優(yōu)異的耐熱性能和成型加工性能。
中文名稱 | 液晶聚合物 | 外文名稱 | liquid crystal polymer |
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物化性質(zhì) | 具有液晶性的高分子 | 優(yōu)點 | 優(yōu)良的耐燃性、電絕緣性等 |
因為其具有高強度、高剛性、耐高溫、電絕緣性等十分優(yōu)良,被用于電子、電氣、光導(dǎo)纖維、汽車及宇航等領(lǐng)域。用液晶作成的纖維可以做漁網(wǎng)、防彈服、體育用品、剎車片、光導(dǎo)纖維幾顯示材料等,還可制成薄膜,用于軟質(zhì)印刷線路、食品包裝等。熱致液晶聚合物還可與多種塑料制成聚合物共混材料,這些共混材料中液晶聚合物起到纖維增強的作用,可以大大提高材料的強度、剛性及耐熱性等。
液晶又可分為溶致液晶聚合物和熱致液晶聚合物。前者在溶劑中呈液晶態(tài),后者因溫度變化而呈液晶態(tài)。熱致液晶聚合物是繼溶致液晶聚合物之后興起的,其綜合性能優(yōu)異,而且能夠進行注塑、擠出成型加工。液晶聚合物分子的分之主鏈剛硬,分子之間堆砌緊密,且在成型過程中高度取向,所以具有線膨脹系數(shù)小,成型收縮率低和非常突出的強度和彈性模量以及優(yōu)良的耐熱性,具有較高的負荷變形溫度,有些可高達340℃以上。LCP還具有耐化學(xué)藥品和氣密性優(yōu)良,此外,有些液晶聚合物具有某些特殊的功能,如光導(dǎo)液晶聚合物、功能性液晶高分子分離膜及生物性液晶高分子等。一般熱致性液晶聚合物具有較好派的流動性,易加工成型。其成型產(chǎn)品具有液晶聚合物特有的皮芯結(jié)構(gòu),樹脂本身具有纖維性質(zhì),在熔融狀態(tài)下有高度的取向,故可起到纖維增強的效果。這也是液晶聚合物最引人注目的特點。在這一方面的研究,我國還處于剛剛起步的階段,很少有資料文獻報道這方面的內(nèi)容,目前除日本、美國等少數(shù)幾個國家之外,中國也開始批量生產(chǎn)。
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【新材料】LCP液晶聚合物薄膜及復(fù)合材料市場
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簡單介紹聚合物分散液晶(PDLC)膜調(diào)光玻璃的原理與特性。將油溶性彩色染料添加到PDLC中,試制出彩色電控調(diào)光玻璃樣品,對樣品霧度和透光率進行測試,表明樣品在電子窗簾領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。
液晶高分子聚合物樹脂一般為米黃色,也有呈白色的不透明的固體粉末。密度為1.4~1.7g/cm3。液晶聚合物具有高強度,高模量的力學(xué)性能,由于其結(jié)構(gòu)特點而具有增強型,因而不增強的液晶塑料即可達到甚至超過普通工程塑料用百分之幾十玻璃纖維增強后的機械強度及其模量的水平;如果用玻璃纖維,碳纖維等增強,更遠遠超過其他工程塑料。
液晶聚合物還具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、耐熱性及耐化學(xué)藥品性,對大多數(shù)塑料存在的蠕變?nèi)秉c,液晶材料可忽略不計,而且耐磨、減磨性均優(yōu)異。
LCP的耐氣候性、耐輻射性良好,具有優(yōu)異的阻燃性,能熄滅火焰而不再繼續(xù)進行燃燒。其燃燒等級達到UL94V-0級水平。LCP是防火安全性最好的特種塑料之一。
LCP具有優(yōu)良的電絕緣性能。其介電強度比一般工程塑料高,耐電弧性良好。作為電器應(yīng)用制件,有連續(xù)使用溫度200~300℃時,其電性能不受影響。而間斷使用溫度可達316℃左右。
LCP具有突出的耐腐蝕性能,LCP制品在濃度為90%的酸及濃度為50%的堿存在下不會受到侵蝕,對于工業(yè)溶劑、燃料油、洗滌劑及熱水,接觸后不會被溶解,也不會引起應(yīng)力開裂。
LCP已經(jīng)用于微波爐容器,可以耐高低溫。LCP還可以做印刷電路板、人造衛(wèi)星電子部件、噴氣發(fā)動機零件:用于電子電氣和汽車機械零件或部件;還可以用于醫(yī)療方面。
LCP可以加入高填充劑作為集成電路封裝材料,以代替環(huán)氧樹脂作線圈骨架的封裝材料,以代替環(huán)氧樹脂作線圈骨架的封裝材料;作光纖電纜接頭護頭套和高強度元件;代替陶瓷作化工用分離塔中的填充材料等。
LCP還可以與聚砜、PBT、聚酰胺等塑料共混制成合金,制件成型后機械強度高,用以代替玻璃纖維增強的聚砜等塑料,既可提高機械強度性能,又可提高使用強度及化學(xué)穩(wěn)定性等。正在研究將LCP用于宇航器外部的面板、汽車外裝的制動系統(tǒng)等。
LCP的成型溫度高,因其品種不同,融融溫度在300~425℃范圍內(nèi)。LCP熔體粘度低,流動性好,與烯烴塑料近似。LCP具有極小的線膨脹系數(shù),尺寸穩(wěn)定性好。成型加工條件參考為:成型溫度300~390℃;模具溫度100~260℃;成型壓力7~100Mpa,壓縮比2.5~4,成型收縮率0.1~0.6。2100433B
① 含磺酸和羧酸基團的聚合物。實例:苯乙烯磺酸/馬來酸酐二元共聚物,該聚合物在有機酸等緩凝增強劑協(xié)同作用下,緩凝溫度可高達302℃。
② 含膦酸和羧酸基團的聚合物。實例:由“-[CHCOOH-CH2-POOH-CH2-CHCOOH]-”重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成的聚合物,分子量為4,000左右,使用溫度范圍為93-232℃。
③ 接枝聚合物。實例1:主鏈為糖類(包括其水解產(chǎn)物羥基羧酸),推薦山梨(糖)醇、葡糖酸、酒石酸等;側(cè)鏈為乙烯系共聚物,共聚單體推薦AA、AMPS、乙烯基膦酸等,分子量為1,000-15,000,使用溫度達121℃以上。實例2:主鏈為縮聚物,推薦丙酮/甲醛/亞硫酸鈉縮聚物;側(cè)鏈為羧酸/磺酸共聚物,羧酸單體推薦AA、IA、MA等,磺酸單體推薦AMPS;使用溫度可達177℃。