熱致性液晶高聚物

熱致性液晶高聚物（thermotropic liquid crys-talline polymer）又稱熱致性高聚物。在升溫過程中可在一定溫度下由固態（晶態或玻璃態）轉變為液晶態的高聚物。液晶聚合物（LCP）是一種由剛性分子鏈構成的，在一定物理條件下能出現既有液體的流動性又有晶體的物理性能各向異性狀態（此狀態稱為液晶態）的高分子物質。液晶聚合物有溶致性液晶聚合物（LLCP）、熱致性液晶聚合物（TLCP）和壓致性液晶聚合物三大類。

基本介紹

• 中文名：熱致性液晶高聚物
• 外文名：thermotropic liquid crys-talline polymer
• 發展趨勢：擴大生產規模
• 別稱：熱致性高聚物
• 缺點：薄型成型品存在脆性
• 屬於：液晶聚合物

簡介

熱致性液晶聚合物是1976年美國EastmanKodak公司首次發現PET改性對羥基苯甲酸（PHB/PET）顯示熱致性液晶之後才開始研究開發的，直到上世紀80年代中後期才進入實用階段。美國Dartco公司首先將“Xydar”的液晶聚合物投放市場，之後美國、日本等數家公司也相繼研究出液晶聚合物。由於液晶聚合物在熱、電、機械、化學方面優良的綜合性能越來越受到各國的重視，其產品被引入到各個高技術領域的套用中，被譽為超級工程塑膠。

熱致性液晶聚合物的性能

液晶聚合物與其它有機高分子材料相比，具有較為獨特的分子結構和熱行為，它的分子由剛性棒狀大分子鏈組成，受熱熔融或被溶劑溶解後形成一種兼有固體和液體部分性質的液晶態。液晶聚合物的這種特殊相態結構，導致其具有如下特徵：具有自增強效果；線膨脹係數小；耐熱性優良；具有自阻燃性；熔體粘度低，流動性好；成型收縮率小；耐化學藥品性好等。

液晶聚合物產品因化學結構和改性方法不同，性能差異甚大，但仍有許多如下共同的優異特性。

1、高強度、高模量及其它優良機械性能

由於液晶聚合物具有自增強特性，未經增強即可到達甚至超過普通工程塑膠用百分之幾十玻纖增強後的機械強度和彈性模量水平，而玻纖或碳纖維增強後更超過後者，到達異常高的水平。液晶聚合物還有優良的摩擦、磨耗性能，蠕變性可忽略不計。

2、突出的耐熱性

Xydar的熔點421℃，在空氣中560℃、在氮氣中567℃才開始分解，其熱變形溫度高達355℃，Ekonol熱變形溫度為293℃。Xydar可在-50～240℃連續使用，仍有優良的衝擊韌性和尺寸穩定性，Xydar不受錫焊合金熔化的影響，Ekonol耐320℃焊錫浸漬5分鐘，玻纖增強級Vectra也可耐260～280℃焊錫完全浸漬10秒。

3、極佳的阻燃性

在不添加阻燃劑的情況下，熱致性液晶聚合物材料對火焰具有自熄性，可達UL-94V-0級的阻燃性，在火焰中不滴落，不產生有毒煙霧。Xydar按煙法NBS-D4測定的煙密度達3～5。這些在塑膠中都是少見的，它們是防安全性最好的塑膠之一。

4、耐氣候老化性和耐輻射性好，對微波透明

液晶聚合物的耐氣候優於多數塑膠，Xydar加速氣候老化4000小時仍保持優良性能。Vectra氣候老化照射2000小時，性能指標保持90～100%，高溫（200℃）老化180天，拉伸強度和伸長率仍保持50%以上。液晶聚合物經碳弧加速紫外線照射6700小時，或Co60核輻射10兆拉德，性能不顯著下降。對微波輻射透明，不易發熱。

6、優良的電性能

液晶聚合物有較高的電性能指標，厚度小時的介電強度比一般工程塑膠高得多。

7、優良的成型加工性能
液晶聚合物熔體粘度低，流動性好，故成型壓力低，周期短，可加工成壁薄、細長和形狀複雜的製品；加工液晶聚合物時也不需脫模劑和後處理，且由於液晶聚合物材料的分子在與金屬模具相接觸的表面形成了堅固的定向層，因此加工工件的表面非常平整光滑。

缺點

由於熱致性液晶聚合物材料取向在流向上強而在垂直方向上弱，因此工件的表面強烈地表現出各向異性；

1、在模腔內二股物料匯聚處，由於結晶的形成是依焊線曲向，故其強度降低，因此設計模具是對此點因加以充分考慮；

2、薄型成型品存在脆性；

3、由於熱致性液晶聚合物材料本身不透明，所以對其進行著色加工的可能性有限；

4、售價較昂貴，因此使用它會增加成本。

套用

熱致性液晶聚合物是上世紀80年代初問世的高性能特種工程塑膠，由於具有優異的綜合性能，被迅速廣泛用於化學工業、電子通訊、軍工機械、航空航天、汽車製造等領域中。

發展趨勢

熱致性液晶聚合物的發展趨勢：

一是擴大生產規模，開發廉價的單體來生產熱致性液晶聚合物，以降低樹脂的生產成本和銷售價格；

二是通過共聚改性，如在大分子鏈中引人彎折結構和不對稱結構，開發出綜合性能更好的熱致性液晶聚合物樹脂；

三是為了進一步提高熱致性液晶聚合物的性能，採用增強、填充改性，不但可以抑制熱致性液晶聚合物的各向異性的缺點，提高高溫下的強度，還能夠賦予其某些特殊功能，擴展套用領域，而且可降低成本，提高市場競爭能力；

四是熱致性液晶聚合物與熱塑性塑膠尤其是與高性能、難加工的特種工程塑膠進行共混改性，能夠改善難加工工程塑膠的成型加工性能、提高力學性能、減少熱塑性塑膠的線膨脹係數、進而改善其尺寸穩定性。同時，還可改善熱致性液晶聚合物的耐磨性能，並克服熱致性液晶聚合物的各向異性等。