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    液晶聚合物LCP

    帖子创建时间:  2007年11月29日 22:54 评论:7 浏览: 821 投稿
    液晶聚合物(LCP)是具有液晶性的高分子,它们往往是由小分子液晶基元键合而成的。这些液晶基元可以是棒状的,也可以是盘状的,或者是更为复杂的二维乃至三维形状,甚至可以两者兼而有之,还可以是双亲分子。迄今为止,已经发现的液晶性物质有2万多种,液晶形态也已发现了20多种。LCP与其它有机高分子材料相比,具有较为独特的分子结构和热行为,它的分子由刚性棒状大分子链组成,受热熔融或被溶剂溶解后不再具有固体物质的大部分性质,而是形成一种兼有固体和液体部分性质的过渡中间相态--液晶态,其分子排列介于理想的液体和晶体之间,呈一维或二维的远程有序--分子排列在位置上显示无序性,但在分子取向上仍有一定程度的有序性,表现出良好的各向异性。LCP的这种各向异性使其具有高强度、高模量和自增强性能,突出的耐热性能,优异的耐冷热交变性能,优良的耐腐蚀性、阻燃性、电性能和成型加工性能。其线膨胀系数和摩擦系数极小.还具有优异的耐辐射性能和对微波良好的透明性。这些性能使得LCP的发展极为迅速,对LCP的研究也越来越深人。
        LCP按生成液晶的条件可分为热致LCP(TLCP)和溶致LCP(LLCP)。LLCP溶解于溶剂中,在一定浓度下才能呈现液晶性。它是LCP中最早商品化的产品,而TLCP是由于加热破坏了高分子链段结晶结构并使非晶结构进入熔融状态呈某种有序排列而出现液晶态。TLCP工业化的时间稍晚于LLCP,但由于纯刚性单体制成的聚合物熔点太高,难以加工,它在成为液晶相之前即分解。因此为了降低熔点和流动温度,改善加工性能,通常引入其它结构成分与之进行共聚,所形成的TLCP共聚酯的综合性能十分优异.不但可以通过溶液纺丝形成高强度纤维,而且可以通过注射、挤出等热加工方式形成各种制品,是一种实用价值更高的LCP.因此其发展势头十分迅猛,新品种不断出现,远远超过了LLCP。
        20世纪60年代初,美国杜邦公司成功的开发出了Nomex纤维,制造Nomex纤维的聚合物是由间苯二胺和间苯二甲酰氯经低温溶液缩聚而成的,熔点为425℃,具有很好的耐热性。在此基础上,Kwolek又尝试用对-氨基苯甲酰氯为原料经低温缩聚,制备对位取代的全芳酰胺聚合物--聚对氨基苯甲酸(PBA),并发现PBA可生成具有优良可纺性的LCP。这一发现导致了耐热性高强度高模量纤维Kevlar系列产品的问世和大规模商品化。制造Kevlar的聚对苯二胺对苯二甲酰氯(PPD-T)是由对苯二胺和对苯二甲酰氯经低温溶液缩聚而得的。而PBA却因成本较高而未能工业化。PBA是被发现的第一种能制造高性能材料的LCP,而PPD-T则是第一种大规模工业化的LCP,它标志着LCP开始走向市场。从此,LCP获得了广泛而深人的研究 。

    目前国外LCP的发展主要集中在扩大生产规模和开发新型的产品方面。其中美国、西欧和日本的发展速度最快。美国的产品多围绕着电子产品的开发而设计。日本的LCP生产主要在扩大规模方面,并在亚洲的许多国家投资兴建了LCP的生产厂。

    美国的Hoechst Celanese公司最近又开发了一种满足特高性能电子部件要求的新品种Vectral30,具有很高的流动性,并成功地开发可电镀的LCP。Amoco公司于1992年开发了一种满足特高性能电子部件要求的新品种;杜邦公司开发了Zeinte型LCP,其生产能力为3000t/a,并研制了结晶型LCP作为电子电气零部件材料,具有优良的注射成型加工性和尺才稳定性。此外,还开发了无定形LCP,它的玻璃化温度为190℃,没有一定的熔点,适合于制作膜或薄膜或板材。Superex公司通过PET与LCP的共挤出来提高瓶的阻氧和阻湿性能。目前尚在进行改进LCP性能和取得FDA认可的工作。

    而在西欧,德国Hoechst Celanese公司研制出Vectra型TLCP,德国BASF公司的ULTRAX已研制出三种基本品种,其中两种是耐高温特种工程塑料。今后的发展方向是低结晶、高耐热性的LCP,以挤出成型制作光缆的涂层材料。20世纪80年代后期,德国RINGSDORF公司合成了盘状主侧链型LCP。另外,英国ICl公司VICTRES-SRP的LCP已经有4个品种投入生产,还新开发了一种拉伸强度高达200 MPa、悬臂粱缺口冲击强度为130J/m的新品种。

    近年来日本研究最多的LCP产品就是PET/PHB的共聚物,合成出一系列的产物,其工艺和共聚酯结构、流变行为、力学行为等方面的研究也较为深人和成熟。住友公司于1986年开发了一种成本较低的LCP产品--Ekonol,其热变形温度高达293"C,此公司还以碳化硅技术为基础开发了独有的工艺。日本至少有十几家公司参与市场开拓,其中聚合塑料公司、住友化学公司和石油化学公司等三家公司处于领先地位。聚合塑料公司于1996年2月开始运转年产2800t的Zeinte型LCP装置,从而使该材料的生产能力翻了一番。此外还有三萎化成、上野制药等公司在生产。

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