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液晶高分子

液晶高分子
液晶高分子

液晶高分子

间的一种中介态它是介于液体和晶体之,液晶现象是1888年奥地利植物学家F.Reintizer 在研究胆甾醇苯甲酯时首先发现的。研究表明,液晶是介于液体和晶体之间的一种特殊的热力学稳定相态,它既具有晶体的各相异性,又有液态的流动性。小分子液晶的这种神奇状态引起了人们浓厚兴趣,现已发现多种液晶材料。这些主要是一些有机材料,形成液晶的物质通常具有刚性的分子结构,分子的长宽比例大于一,呈棒状构象,同时还具有在液相下维持分子某种排序所必需的凝聚力。这种凝聚力通常是由结构中的强极性基团,高度可极化基团或氢键提供。

1937年Bawden和Pirie在研究烟草花叶病病毒时,发现其悬浮液具有液晶的特性。这是人们第一次发现生物高分子的液晶特性,其后1950年,Elliott 与Ambrose第一次合成了高分子液晶,溶致型液晶的研究工作至此展开。50年代到70年代,美国Du Pont公司投入大量人力才力进行高分子液晶发面的研究,取得了极大成就,1959年推出芳香酰胺液晶,但分子量较低,1963年,用低温溶液缩聚法合成全芳香聚酰胺,并制成阻燃纤维Nomex,1972年研制出强度优于玻璃纤维的超高强.高模量的Kevlar纤维,并付注实用,以后,高分子液晶的研究则从溶致型转向为热致型。在这一方面Jackson等作出了较大贡献,他们合成了对苯二甲酸已二醇酯与对羟基苯甲酸的共聚物,可注塑成型,这是一种模量极高的自增强液晶材料。

高分子液晶是介于液体和晶体之间的一种中介态,具有独特的性能。高分子液晶一般都具有高模量高强度,并且在其相区间温度时的粘度较低,且高度取向,利用这一特性进行纺丝,不仅可以节省能耗而且可以获得高模量高强度的纤维,用于做消防用的耐火防护服或各种规格的高强缆绳;另外,经过改性后的高分子液晶还可用于显示材料或信息记录材料;小分子胆甾型液晶已成功用于测定精密温度和痕量药品的检测,高分子胆甾型液晶材料在这方面的应用也正在开发之中。

从高分子液晶诞生到现在只有50多年的历史,是一门很年轻的学科。它的应用仍处于不停的开发之中。虽然高分子液晶已取巨大成就,但目前对它的研究仍处于较低的水平。Flory 等用格子模型理论,Bosch等用分子理论方法高分子液晶的行为进行了探讨。

目前认为的物质稳定态有三种,即固态,液态和气态。但实际上还存在第四状态,及固液共存太。液晶高分子正式这样一种物质。如果为液晶分子加上电压,液晶分子会发生扭曲,从而使透过它的光发生偏折,所以液晶高分子可以用来制造显示器。而所谓的高分子,通常是指分子量大于一千的物质,如淀粉,蛋白质

液晶高分子(LCP)由於俱有剛直棒狀之分子可透過加工配向呈現高強度、高耐熱、低CTE、低介電常數、低吸水率及高阻氣特性和優越之電氣性能等之潛在特性,預期應用於耐熱電子材料及高性能工程塑膠基材將極具發展潛力。

目前LCP依其耐熱性不同,大略分為3類型,第(Ⅰ)型LCP之熱變形溫度(HDT)大於270℃以上,代表性之分子結構如下所示,生產廠商如住友之Ekonol R及Amoco之Xyder R,其主要應用於如耐高溫SMT型連接器。

第(Ⅱ)型LCP之HDT介於240℃~270℃之間,其帶有Kink分子結構如下所示,生產廠商如Hoechst之Vectra R,由於分子排列不對稱,其耐溫性稍低,因此應用於一般型之連接器。

第(Ⅲ)型LCP之HDT小於240℃,其帶有Aliphatic分子結構如下所示,生產廠商如三菱之EPE R,其加熱溫度略低且加工流動性佳,因此使用於一般工程塑膠及工業纖維之應用。

目前由於LCP之分子尺寸屬棒狀分子,一旦配向後即形成分子級之阻隔屏障,因此在低吸水率及高阻氣性具特殊功效。下表1所示為(Ⅰ)型LCP與高性能PI工程塑膠之主要性能比較,可看出LCP在吸水率,阻氣特性,介電常數及尺寸安定性皆凌駕PI許多,可因應次世代電子構裝材料及高性能工程塑膠基材之需求。

表一:(Ⅰ)型LCP與高性能PI工程塑膠性能比較

Source:Capton R及Vectra R之目錄性能資料

目前Connector射出用線性LCP因其剛直棒狀之分子結構呈現極低之熔融粘度及近似牛頓流體型之熔融流變行為,因此不易進行高熔融強度需求之押出成膜或吹膜等加工成形及其成膜後之雙軸延伸配向加工製程。爰此,本研究於今年精密與機能性化學技術開發與應用科技專案計畫項下,提出高熔融強度LCP材料研製與應用技術,本研究藉助分子設計,據此研製俱高熔融強度加工特性之LCP材料,俾利能順利進行押膜等成形加工製程,研製高性能LCP膜材料,此高性能LCP膜材料應用領域如下:

?FPC用基材

?Interpose for TBGA & CSP(圖8)

?高密度構裝用多層基板

?高頻基板

?IC Pakaging用絕緣Film/Tape

?Bear Chip及CSP貼合主機板用接著Tape

?TAB用Carrier-Film及Adhensive-Film

?高耐熱工程塑膠

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二、高性能LCP膜材料之特性

表2~5及圖1~9所示為高性能LCP膜材料之性能,並與PI做比較,可看出LCP俱有比PI膜材料有更低之吸水率/介電常數/損失係數/熱膨脹係數(CTE)及較優之尺寸安定性/阻氣性/熱傳導率,另俱可回收再利用之熱可塑材料特性,可直接進行熱貼合銅箔,且可使用較價廉之電解銅箔來貼合,而不需用Epoxy背膠。

Tab.2 Main Strong Points of LCP Film

Source:日本Gore-Tex公司出品LCP膜技術資料

Tab.3 Gas Barrier Properties of LCP Film

圖表1

Source:日本Kuraray公司出品LCP膜技術資料

Tab.4 Chemical Resistance of LCP Film

圖表2

Source:日本Kuraray公司出品LCP膜技術資料

Tab.5 Impurities in LCP Film

圖表3

Source:日本Kuraray公司出品LCP膜技術資料

圖表4

Source:日本Gore-Tex公司出品LCP膜技術資料

Fig.1 Accumulated Dimensional Stability of LCP Film

圖表5

Source:日本Gore-Tex公司出品LCP膜技術資料Fig.2 Accumulated Dimensional Stability of LCP Film

圖表6

Source:日本Gore-Tex公司出品LCP膜技術資料Fig.3 Results of Reliability Test of LCP Film

圖表7

Source:日本Gore-Tex公司出品LCP膜技術資料Fig.5 Frequency Property (Dissipation Factor) of LCP Film

圖表8

Source:日本Gore-Tex公司出品LCP膜技術資料Fig.6 Moisture Dependence (Dielectric Constant) of LCP Film

液晶-高分子复合体系的分子场理论

Theory of Molecular Field for Liquid Crystals and

Polymer Composite Systems

理论计算的液晶液滴光学双折射

图案与实验的比较,证明该样品为

典型的双极(bipolar )构型

(a) 实验偏光显微照片;(b)理论

图案

液晶态是既类似液体而具有

流动性,又类似晶体而具有各向异

性的一类复杂的中间态。它广泛存

在于自然界,尤其是生物界中,并

且是一种重要的显示材料。近年

来,复旦大学杨玉良教授等制备了

高分子包埋液晶(PDLC)电光显示

材料,某些性能指标已达到国际领

先水平。在相应的PDLC薄膜中,刚棒状的小分子液晶以微米级或亚微米级液滴的形式分散于固态的柔性高分子

基质之中,形成了一个液晶 高分子复合体系。该课题组的成功在很大程度上得

益于对其中一些基础理论的研究,尤其是运用了场理论深入研究了液晶-高分子

复合体系的相平衡、相界面以及液晶

液滴的超分子结果(指向矢构型)。

分子场理论所预言的四种典型的液晶

液滴指向矢构型

杨玉良教授等在国家自然科学基金(批准

号:28970194)资助下,首先综合了描述液晶的莱布

沃尔-拉谢尔(Lebwohl-Lasher)模型和描述柔性高

分子的弗洛里-哈金斯(Flory-Huggins) 理论,并加以发展而形成了液晶-高分子复合体系的分子场理论。这是一种统计热力学理论,它能准确地预言液晶和高分子的相平衡条件、特别是处理液晶-高分子相界面,为原有理论所不及。他们指出界面相互作

用是液晶液滴各种自组装结构形成的决定性因素之一,并成功地预言了液晶液滴的四种典型的超分子结构。为了能用光学方法验证理论的正确性,他们还提出了液晶液滴光学双折射图案和小角激光散射图案的理论计算方法,并用于实际体系的研究,获得了令人十分满意的结果。上述工作已引起了学术界的瞩目。

液晶高分子聚合物(LCP)

液晶高分子聚合物(LCP)的概述

液晶高分子聚合物时80年代初期发展起来的一种新型高性能工程塑料,英文名为:Liquid Crystal Polyester 简称为LCP。聚合方法以熔融缩聚为主,全芳香族LCP多辅以固相缩聚以制得高分子

量产品。非全芳香族LCP常采用一步或二步熔融聚合制取产品。近年连续熔融制取高分子量LCP的技术

得到发展。

液晶芳香族聚酯在液晶态下由于其大分子链式取向的,它有异常规整的纤维状结构,性能特殊,制品强度很高,并不亚于金属和陶瓷。拉伸强度和弯曲模量可超过10年来发展起来的各种热塑性工程塑料。机械

性能、尺寸稳定性、光学性能、电性能、耐化学药品性、阻燃性、加工性良好,耐热性良好,热膨胀系数

较低。采用的单体不同,制得的液晶聚酯的性能、加工性和价格也不同。选择的填料不同、填料添加量的

不同也都影响它的性能。

液晶聚合物高分子(LCP)的特性与应用

一、特性

液晶高分子聚合物树脂一般为米黄色,也有呈白色的不透明的固体粉末。密度为1.4~1.7g/cm3。液晶聚合物具有高强度,高模量的力学性能,由于其结构特点而具有增强型,因而不增强的液晶塑料即可达到

甚至超过普通工程塑料用百分之几十玻璃纤维增强后的机械强度及其模量的水平;如果用玻璃纤维,碳纤

维等增强,更远远超过其他工程塑料。

液晶聚合物还具有优良的热稳定性、耐热性及耐化学药品性,对大多数塑料存在的蠕变缺点,液晶材料可

忽略不计,而且耐磨、减磨性均优异。

LCP的耐气候性、耐辐射性良好,具有优异的阻燃性,能熄灭火焰而不再继续进行燃烧。其燃烧等级达到

UL94V-0级水平。LCP是防火安全性最好的特种塑料之一。

LCP具有优良的电绝缘性能。其介电强度比一般工程塑料高,耐电弧性良好。作为电器应用制件,有连续

使用温度200~300℃时,其电性能不受影响。而间断使用温度可达316℃左右。

LCP具有突出的耐腐蚀性能,LCP制品在浓度为90%的酸及浓度为50%的碱存在下不会受到侵蚀,对于工业溶剂、燃料油、洗涤剂及热水,接触后不会被溶解,也不会引起应力开裂。

二、应用

LCP已经用于微波炉容器,可以耐高低温。LCP还可以做印刷电路板、人造卫星电子部件、喷气发动机零件:用于电子电气和汽车机械零件或部件;还可以用于医疗方面。

LCP可以加入高填充剂作为集成电路封装材料,以代替环氧树脂作线圈骨架的封装材料,以代替环氧树脂作线圈骨架的封装材料;作光纤电缆接头护头套和高强度元件;代替陶瓷作化工用分离塔中的填充材料等。

LCP还可以与聚砜、PBT、聚酰胺等塑料共混制成合金,制件成型后机械强度高,用以代替玻璃纤维增强的聚砜等塑料,既可提高机械强度性能,又可提高使用强度及化学稳定性等。目前正在研究将LCP用于宇航器外部的面板、汽车外装的制动系统等。

液晶聚合物高分子(LCP)成型加工

LCP的成型温度高,因其品种不同,融融温度在300~425℃范围内。LCP熔体粘度低,流动性好,与烯烃塑料近似。LCP具有极小的线膨胀系数,尺寸稳定性好。成型加工条件参考为:成型温度300~390℃;模具温度100~260℃;成型压力7~100Mpa,压缩比2.5~4,成型收缩率0.1~0.6。

圖表9

資料來源:日本Gore-Tex公司出品LCP膜技術資料Fig.8 IC構裝之輕薄短小化

圖表10

資料來源:日本Gore-Tex公司出品LCP膜技術資料

Fig.9 QFP、BGA、CSP覆晶元件的外觀比較

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三、結論

LCP俱有比PI膜材料有更低之吸水率/介電常數/損失係數/熱膨脹係數(CTE)及較優之尺寸安定性/阻氣性/熱傳導率,且俱可回收再利用之熱可塑材料特性,可直

接進行熱貼合銅箔,而不需用Epoxy背膠,且LCP材料合成所需之單體原料,

國內皆有生產,因此比PI更俱Cost面之優勢競爭力,預期應用到次世代電子構

裝材料之潛力無窮。

液晶是什么?

手表,移动电话的表示部分或者手提电脑的屏幕等都有使用液晶。那么这个液晶

到底是一种什么物质呢?

液晶状态是指从表面上看象液体似地流动,但从微观角度上看分子排列非常整齐,

即使在液体状态下也能显示出结晶的性能。因此,它与水这样的普通液体

不同,具有特殊的性质。

液晶 = 液体 + 结晶

塑料材料的液晶性质

我公司生产的液晶聚合物称为Vectra,具有这种液晶的特性。但是我公司生产的Vectra从颗粒上或成品上看都象固体,不象具有液体的性质。

其实,Vectra只有在高温熔融状态下才能显示其液晶的特性。

塑料即使在高温熔融状态下分子排列非常整齐,我们称具有这种状态的塑料为

液晶高分子(Liquid Crystaline Polymer,LCP)。

象Vectra这样的在高温熔融状态下显示出液晶的特性称为热熔融型。

成型用LCP 的特征

液晶聚合物的LCP 在成型加工上有什么样的特征呢?

? 低的熔融粘度——成型加工上具有良好的流动性

?

固化速度快 ——不容易出现溢料 ?

自我补强效果——增加制品强度 ?

减小模压收缩 ?

良好的耐热性 ? 但是容易造成各向异性

这些都是由于熔融时具有强的分子排列性和棒状的分子链结构,在熔融状态下

能保持其分子排列性并迅速固化而引起的。

小分子液晶由液晶核与尾链组成。液晶核的几何形状可为棒状(calamitic)或盘状(discotic)

。Nematic 是最常

见的液晶相,是一种圆柱对称轴的流体。液晶核的局部平均方向称指向矢。Nematic 具有一维取向序,没有

平动序。Smectic 液晶具有一维的取向序,还具有一定的平动序。Nematic 液晶核趋向于分层。尽管有流动

方向的分层,流动性依然存在。Smectic 结构有许多种,几乎是连续过渡的。最简单的是S A 相,指向矢垂

直于层面。倾斜的S c 相也很常见,指向矢与层面的法向成a 角,各层的倾斜角a 一般相等。S c 既有层面

法向的方向,又有液晶核的指向,故有序度高于S A 。

:

聚合物液晶大分子液晶,可分为两类。一类是液晶单体相互连接而成,称为聚液晶;另一类的单体不是液晶,而聚合之后的聚合物具有了液晶的性质,称为液晶聚合物。

液晶聚合物在结构上与传统工程塑料相近,都是工业上的重要材料。聚合物液晶的单体不是液晶,而是能够提供所需性能(热稳定性、抗溶剂性、高强度等)的传统单体,聚合之后具有液晶的性质。工业上重要的聚合物液晶都属于后者。液晶聚合物与聚液晶最明显的不同是看不出清楚的液晶核与spacer。整个分子链都呈一定的刚性,但又不像液晶核的刚性那样强。所以有人把液晶聚合物称为“半柔性聚合物”。同小分子液晶一样,液晶聚合物也分为热致液晶与溶致液晶。热致液晶是单组分的,包括一大类用于液晶显示的有机分子。最近,热致液晶聚合物已经工业化,它们是芳香聚酯(Hoechst Celanese公司的Vectra和Amoco公司的Xydar)。溶致液晶则是多组分的(溶质加溶剂),重要的溶致液晶聚合物都具有棒状结构。具有高长径比(L/d)的刚性分子链在溶液中只要超过一定浓度,就会自动形成有序结构。

VECTRA(LCP)/液晶高分子

https://www.doczj.com/doc/da11237664.html, 2005年06月21日

液晶高分子?VECTRA是我们从传统的塑料所想象不到的,具有非常特别的结构和性能的高分子,取Themotropic Liquid Crystal Polyester的先头字母,因而被称为『LCP』。

这种材料不但具有不同数量级的机械强度,而且还具有随着其壁厚的变薄,相对强度反而增加的特异的性能,并且其线性热膨胀率接近金属材料。此外,虽然它具有很高的弹性模量,优良的振动吸收特性却是它的特长之一。

真可谓是超越工程塑料的常识,向金属逼近的工程塑料,Vectra可称得是新时代的超级工程塑料。发挥其机械特性之所长,应用做AV机械及OA机械上的零部件。发挥其振动特性之所长,用在信息机械及音响机械上作为拾音器的零部件等。此外,发挥其耐电焊耐热性之所长,还用作为表面组装电子部件等,它的应用正在急速地向各个领域展开。

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?在熔融状态下,分子间的缠绕非常少,只需很小的剪切应力就可使其取向。因其在液态的形态下显示出结晶物的性质。因而,被称为液晶高分子。将其冷却,固

化后形态可以稳定地保持。

?在成型时,分子链朝着流动的方向排列,产生一种好似其分子自身将其增强的自增强效果,可获得极高的强度和弹性模量。

?虽然其弹性模量很高,却显示出非常优良的振动吸收特性。

?特别是其流动方向上的线性热膨胀率的变化非常小,比一般塑料的值低一个数量级,与金属材料的值相当。

?厚度越薄,其表面取向层所占的比例就越大,因此,其壁厚越薄,相对强度和弹性模量就越大。

?由于它具有致密的结晶结构,虽然其融点相对较低,但它却具有高的载荷变形温度(180℃~260℃),高的连续使用温度(200~240℃),电焊耐热性特性(260℃、10秒~310℃、10秒)。

周其凤

周其凤1965 年从湖南浏阳考入北京大学化学系;1979 年又考上北京大学"文革" 后第一届研究生,师从著名化学家冯新德先生. 1983 年他到美国麻省大学获得博士学位后回北大任职. 回国四年后,周其凤创造性地提出了"Mesogen- Jacketed Liquid Polymer" ( 甲壳型液晶高分子) 的科学概念并从化学合成和物理性质等角度给出了明确的证明. 因此他获1997 年国家自然科学三等奖. 此外,周教授还对液晶高分子的取代基效应进行了系统而深入的研究,得到了有重要科学意义的

成果; 最先发现通过共聚合或提高分子量可使亚温态液晶分子转变为热力学稳定的液晶高分子两个原理;并发现了迄今认为是最早人工合成的热致液晶高分子;发现了高分子六方柱相超分子结构等.科研的同时, 他还受中国化学会高分子委员会的委托, 负责组织两年一次的全国高分子液晶态学术交流. 16 年来, 周其凤发表论文 1 60篇, 据S C I 统计, 其论文被引用 4 8 6 次. 他曾获中国化学会高分子基础研究王葆仁奖, 霍英东教育基金会优秀青年教师基金, 国家教委科技进步二等奖等奖励.

高分子液晶

液晶(Liquid crystals)是兼有液体和晶体两方面性质的奇异的功能材料。液晶的发现很早,可以追溯到1880年,奥地利植物学家莱尼茨尔(F.Reinitzer)在研究胆甾醇类化合物的植物生理作用中,发现胆甾醇苯甲酸酯有两个熔点:145.5°C和178.5°C。这是一个新的现象,因为晶体应具有单一熔点。莱尼茨尔将自己的发现和样品交给了当时已很著名的德国物理学家莱曼(O.Lehmann)进行研究。莱曼使用偏光显微镜观察胆甾醇苯甲酸酯在145.5~178.5°C范围的光学性质时,发现已熔融的混浊粘稠液体具有双折射现象,这是晶体所固有的特征。于是莱曼定义这种集液体和晶体二重性质为一体的状态为液晶态。这种状态在有生命和无生命的体系中都是存在的,而且液晶材料具有温度效应、电光效应、理化效应、磁效应、超声效应等。

然而,液晶应用的历史却比较短,于1960年左右才开始。在日常生活中,液晶材料正通过各种应用及其优异性能被愈来愈多的人所认识,如彩色液晶显示器、各种传感器等,这些主要是小分子液晶材料。1956年,Flory将其著名的格子理论用来处理溶致型高分子体系,推导出了刚性或半刚性高分子溶液的液晶相出现的临界浓度。1966年,Dupont公司首次使用各向异性的向列态高分子溶液制备出了高强度、高模量的商品纤维——Fibre B,使高分子液晶(liquid crystalline polymers)研究走出了实验室。该种纤维的化

学结构是聚对氨基苯甲酸,它很快又被结构为聚苯二酰对苯二胺的新的产品——Kelvar——所替代。Kevlar 纤维的开发,激发了人们进一步研究刚性链高分子液晶的兴趣。

液晶可分为四种介晶态(mesomorphic state):近晶态(smectic state)、向列态(nematic state)、胆甾型介晶态(cholesteric state)和碟状介晶态(discotic state)。近晶态是一种分层结构,即分子分层排列,而且分子的长轴垂直于层平面。在每一层中,分子并肩排列,造成每一层的厚度接近分子长度。向列态的典型结构特征是没有分层结构,有序状态完全是由组成分子的长轴选择某一方向为优先方向排列而形成的。当其作为液体流动时,流动方向即是此择优取向的方向。胆甾型介晶态的结构也具有层状结构,其分子长轴方向是平行于层平面的,而且每一层中只是一维有序,如同向列态结构。碟状介晶态直到1977年才被Chandrasekhar等人发现,构成它们的基元多为扁平碟子状。这一发现打破了一般认为液晶多为棒状结构的观念,在理论上具有十分重要的意义。高分子液晶具有以上四种结构形态,其中,以具有向列态或近晶态的高分子较多,也是人们较为感兴趣的高分子液晶。由于液晶相是一种有序结构,所以,凡是可以用于有序结构分析的方法都能用来表征液晶性质。例如,偏光显微镜、X-射线衍射和差热分析等。

目前,高分子液晶的研究工作仍处于基础研究阶段,着重点仍放在结构与性能的关系上。已获得的结果表明,造成液晶相出现的原因主要是下述两条:(1)分子形状的不对称;(2)分子间作用力的各向异性。而对聚合物来说,第一条的作用更为显著。从理论处理的方法来看,各种理论中占主要地位的有两种,一是连续介质理论,是由Zocher、Oseen和Frank等人建立的;二是分子理论,最早出现可推Onsager对微粒间形状相互作用的处理,还有处理大分子体系的Flory的格子理论。

通常采用的高分子液晶分类方法有两种。一种从应用的角度考虑,将其分为热致型(thermotropic mesomophism)和溶致型(lyotropic mesomorphism)两类;另一种是从高分子的分子结构入手,将其分为主链型(main chain)和侧链型(side chain)两类。从使用情况来看,这两种方法互相交叉。主链型高分子液晶是指介晶基元处于主链中的一类聚合物材料。如聚芳香酰胺类、聚肽类、聚酯类等。按介晶基元的性质来看,主链型聚合物液晶材料又分为两类:一类是主链中的介晶基元是由柔性链段间隔分开的主链型聚合物。引入柔性间隔的目的是要降低聚合物的熔点,使其在未分解前就能够熔融,产生热致液晶行为;或提高聚合物的溶解性,产生溶致液晶行为。另一类是介晶基元是由聚合物主链的特殊构象形成的。这一类聚合物多属天然大分子、生物大分子和一些具有溶致液晶行为的合成聚合物。侧链型高分子液晶是指介晶基元处于侧链中的一类聚合物材料,按介晶基元的性质可分为非双亲和双亲(一端亲水一端亲油)两种。与主链型不同之处在于,其性质在较大程度上取决于介晶基元,受主链性质的影响较小,可以说所有具有小分子液晶行为的介晶基元均可通过适当的途径接到聚合物主链上,从而形成侧链型高分子液晶。

从应用角度来看,基于上述结构上的差别,主链型高分子液晶材料多用于制备一些高强度、高模量的结构材料,如超强纤维;而侧链型高分子液晶比较好地将小分子液晶性质和高分子的良好加工性质结合为一体,是具有极大潜力的新型材料。例如,Finkelmann的研究结果表明:假如把侧链高分子液晶制成很薄的薄层,那么在接近Tg处,侧链高分子液晶对信号的响应时间就会很短,光电效应有可能得到利用。进入90年代以来,侧链型高分子液晶在很多方面都发现了用途,如在光信息储存、非线性光学和色谱等领域具有应用价值。

近10多年来,高分子液晶研究获得了迅速发展。这不仅因为高分子液晶是高分子科学和液晶科学相互交叉而形成的全新的研究领域,而且因为高分子液晶材料在制备超强高分子纤维和非线性高分子材料中得到了应用,促使人们更仔细地去考察高分子液晶的特有性质,合成具有更新颖结构的高分子液晶材料,并进一步探索在上述应用中所需的最佳相关条件,等等。相信过不了多久,就会有性能更优异的高分子液晶材料用于日常生活中。

亞洲地區液晶高分子的供需現況分析

經濟部技術處ITIS計畫/研究員洪世淇一、前言

射出成型用液晶高分子(Liquid Crystal Polymers,簡稱LCP)是結構與性能相當特殊的高分子材料,全芳香族聚酯類高分子是最具代表性的LCP,具有天賦的耐熱性、難燃性、低吸水性、耐化學藥品等特性。這一類高分子在加工過程中顯現液晶性質,因此又具有高強度、高剛性、低黏度、高流動性、低收縮率、快速結晶化等物性,其基本物性特徵可以由表-1加以歸納。但是LCP仍然存在強度與收縮率的異方性及鎔接點強度較弱的缺點,可以用摻合玻璃纖維或礦物質等添加物來加以補救。

表-1 液晶高分子的基本物性特徵

資料來源:Toray Industries,Ltd.高級材料網頁;工研院IEK-ITIS計畫整理(2005/12)

二、亞洲地區的供需現況

2001年受到全球IT產業極度不景氣的影響,當年LCP的需求量大幅減少,隨後幾年成長幅度皆在10 ~ 20﹪之間。亞洲地區是全球LCP需求成長最快速的市場,預估2005年的需求量將達到21,500公噸,較前一年成長約20﹪,估計未來3年仍可維持往年的高成長率。

日本2005年LCP國內需求量約有8,600公噸,佔亞洲地區的40﹪左右,除了內需以外日本亦大力拓展外銷市場,估計2005年的出口量可以達到9,500公噸以上。以亞洲地區目前的供需現況分析,日本的LCP出口量每年有成長10﹪的實力。

台灣是全球連接器產業的重鎮,而LCP則是生產高階連接器的材料,因此台灣的LCP 需求量在亞洲地區佔有重要地位。2004年台灣連接器產業的產值達新台幣980億元,較前一年成長18﹪左右。估計2005年的產值將達到1,078億元,但成長率縮小至10﹪。前述產值約有九成是源自海外(以大陸為主)生產據點的貢獻,換言之2005年實際在台灣所創造的連接器產值僅有108億元左右。依據前述產值數字來推算,台灣目前的LCP年需求量約在4,500 ~ 5,500公噸之間,平均年成長率在5 ~ 8 ﹪左右。手機用連接器屬於高階產品,採用LCP的比率較高,未來手機產量多寡將直接影響LCP需求量的變化。

從供應面而言,日本的Polyplastics佔有亞洲市場33﹪為最大,因為該公司是歐洲工程塑膠大廠Ticona的關係企業,並且擁有高性能塑膠齊全的產品線,有助於提昇客戶採用該公司LCP產品的意願。住友化學的LCP產品群則專注於電腦及手機用途的連接器,在亞洲的市佔率雖然排名第二,但是由於較符合台灣客戶的需求規格,在台灣的市佔率則排名居冠。

【精品】液晶高分子材料在图形显示方面的发展与应用

液晶显示材料的发展与应用 郑磊 (安徽工业大学化学与化工学院安徽马鞍山) 摘要:液晶有许多特殊的性能,因而在许多领域得到应用。其中最常见是液晶显示技术.本文简述了液晶高分子材料在图形显示方面的发展历史、发展趋势以及研究与应用现状。 关键词:液晶;图形显示;显示材料;应用;发展 1引言 人们早已熟知液晶本身和液晶在电子显示器件方面、非线性光学方面的应用。液晶显示的手表、计算器、笔记本电脑和高清晰度彩色液晶电视都已经商品化,液晶的商业用途多达百余种,它使显示等技术领域发生重大的革命性变化. 2液晶显示技术的发展 经历4个阶段发展为液晶电视 “使用液晶可以制造超薄显示屏”。40多年前的1968年5月,美国RCA公司在纽约召开的液晶显示屏新闻发布会上的发言震惊了全世界。发现液晶可用于显示的是RCA公司的GeorgeHeilmeier,他甚至还表示,“梦想中的壁挂式电视只需数年即可实现”.自那之后,日本、英国、瑞士、德国的显示屏研发人员都开始参与液晶面板的开发工作,全球性开发的帷幕正式拉开。 但是,液晶显示屏的实用化并不容易.当时,液晶的使用寿命和可靠性等基

本问题都未能解决,使用不到1个小时显示就会消失,更别提要用液晶制造电视了. 之所以会存在使用寿命和可靠性方面的问题,主要是因为将直流电压加载到液晶上时,液晶材料及电极会发生氧化还原反应而变质。虽然也可以采用交流电来驱动液晶,但是显示性能较差。最终解决这一问题的是夏普公司。该公司发现,如果在液晶材料中加入离子性杂质,使其导电率升高,就可以采用交流驱动获得良好的显示特性。利用这项技术,1973年5月,夏普公司推出全球首款液晶应用产品——使用液晶显示屏作为显示部件的小型计算器EL—805.

高分子材料概述课程报告之液晶高分子材料

高分子材料概述课程报告之液晶高分子材料一.概述 进入近代社会特别是进入二十一世纪,人类对材料的需求越来越迫切,对材料的性能和经济性的要求也越来越高,在这样的背景下,液晶高分子材料显然具有巨大优势。可液晶高分子材料又是一类什么材料呢? 首先来介绍一下液晶:液晶是某些小分子有机化合物或某些高分子在熔融态或在液体状态下, 形成的有序流体, 既具有晶体的各向异性, 又具有液体的流动性, 是一种过渡状态, 这种中间态称为液晶态,又称为物质的第四态或介晶态。处于这种状态下的物质称为液晶。而液晶高分子是由液晶单元和柔性间隔以化学键结合而成。由于它们兼具液晶的取向有序性和位置有序性及高分子的长键分子特性等优异功能,使得它们成为全世界的学术研究机构与大公司实验室都极为关注的材料。而在自然界也存在天然液晶高分子材料,如纤维素衍生物、多肽及蛋白质、DNA和RNA等,与它们对应的则为合成液晶高分子。根据液晶形成的条件,可以将液晶高分子分为溶致液晶高分子和热致液晶高分子。它们分别在一定浓度的溶液中或在一定温度范围内表现出液晶性,这种溶致性或热致性决定了在制备液晶高分子材料时采用的工艺技术。 二.液晶高分子材料的性能 液晶高分子含有棒状等具有一定长径比的液晶单元,因此其分子键都为刚性或半刚性。这种刚性或半刚性的分子键易于形成空间位置

上排布的有序性和在液晶态加工过程中分子键能高度取向,因此液晶高分子材料具有一系列优异的性能。液晶高分子的熔体具有高流动性、低成型收缩率、低热膨胀系数与高的尺寸稳定性、高强度与高模量、耐高温等力学性能,并有优异的电绝缘性能、耐化学腐蚀性、耐老化性、阻燃性等一系列优异的综合性能。作为液晶白增强塑料、高性能纤维、板材、薄膜及光导纤维包覆层,被广泛应用于电子电器、航天航空、国防军工、光通讯等高新技术领域以及汽车、机械、化工等国民经济各工业部门。正是由于其优异的性能和广阔的应用前景,使得液晶高分子材料成为当前高分子科学中颇有吸引力的一个研究领域。 三.液晶高分子材料的分类 液晶高分子材料具有如此优异的性能,那其分类又有哪些呢?目前,液晶高分子分类方法有三种。从液晶基元在分子中所处的位置可分为主链型和侧链型两类。从应用的角度可分为热致型和溶致型两类,这两种分类方法是相互交叉的,即主链型液晶高分子同样具有热致型和溶致型,而热致型液晶高分子又同样存在主链型和侧链型。从液晶高分子在空间排列的有序性不同,液晶高分又有近晶型、向列型、胆甾型三种不同的结构类型。 (1)近晶型结构 近晶型结构是所有液晶中具有最接近结晶结构的一类。这类液晶中,棒状分子依靠所含官能团提供的垂直于分子的长轴方向的强有力的相互作用,互相平行排列成层状结构,分子的长轴垂直于层片平

液晶高分子材料的现状及研究进展

液晶高分子材料的现状及研究进展 摘要:本文综述了液晶高分子材料的研究现状,包括简单介绍了液晶高分子的发展历史,结构及性能,介绍了液晶高分子研究的新进展,对液晶高分子早各个领域的应用和潜在的性能进展做了简要的阐述,并针对液晶高分子存在的问题提出了相应的建议。 关键词:液晶高分子研究应用 前言 高分子科学,以30年代H.staidinger建立高分子学说为开展.此后高分子化学有了飞跃的发展.与此同时,高分子物理化学也有相应的发展。高分子化学注重对高聚物合成以及性质的研究,而高分子物理则重点研究高聚物的结构与性能,二者相辅相成,近年来研究较多的高分子液晶材料就是两者结合的典范。 液晶现象是1888年奥地利植物学家F.Reintizer[1]在研究胆甾醇苯甲酯时首先发现的。研究表明,液晶是介于液体和晶体之间的一种特殊的热力学稳定相态,它既具有晶体的各相异性,又有液态的流动性,液晶高分子就是具有液晶性的高分子,大多数由小分子量基元键合而成,它是一种结晶态,既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性特征。 这样人们自然会联想到具有这种结构的高分子材料。1937年Bawden和Pirie[1]在研究烟草花叶病病毒时,发现其悬浮液具有液晶的特性。这是人们第一次发现生物高分子的液晶特性,其后1950年,Elliott与Ambrose第一次合成了高分子液晶,溶致型液晶的研究工作至此展开。50年代到70年代,美国Duponnt公司投入大量人力才力进行高分子液晶发面的研究,取得了极大成就,1959年推出芳香酰胺液晶,但分子量较低,1963年,用低温溶液缩聚法合成全芳香聚酰胺,并制成阻燃纤维Nomex,1972年研制出强度优于玻璃纤维的超高强.高模量的Kevlar纤维,并付注实用,以后,高分子液晶的研究则从溶致型转向为热致型。在这一方面Jackson等作出了较大贡献,他们合成了对苯二甲酸已二醇酯与对羟基苯甲酸的共聚物,可注塑成型,这是一种模量极高的自增强液晶材料。 从应用领域分析,液晶高分子材料在电子电气行业中需求量最大且发展迅速,1998年可达3600 吨,平均年增长23.1 %;其次是通讯业,需求量约1540 吨,增长21.1%;工业界及运输业总需求量不到1700 吨,平均年增长率约为I1%。主要用于接插件、开关、继电器、模塑印刷电路板、光缆结构件、复合材料、机械手、泵/阀门组件、功能件等,极大地推动了液晶高分子技术及其它高新技术的发展。 从高分子液晶诞生到现在只有50多年的历史,是一门很年轻的学科。虽然高分子液晶[2]是具有高强度、高模量、耐高温、低膨胀系数、低成型收缩率、低密度、良好的介电性、阻燃性和耐化学腐蚀性等一系列优异的综合性能,作为液晶自增强塑料、高性能纤维、板材、薄膜及光导纤维包覆层,被广泛应用于电子电器、航天航空、国防军工、光通讯等高新技术领域以及汽车、机械、化工等国民经济各工业部门。但目前对它的研究仍处于较低的水平,理论研究较狭隘,液晶高分子尚存在制品的机械性能各向异性、接缝强度低、价格相对较高等缺点,这些都有待于进一步的改进,所以高分子液晶仍是高分子科学研究的一个热点。 1液晶高分子材料的特性[3] 1.1取向方向的高拉伸强度和高模量

液晶高分子的性质及应用

液晶高分子的性质及应用 作者:翟洪岩、杨怀斌、岳敏、尹国强、张家乐、张维液晶高分子自上世纪70年代被开发出以来,经历了一系列的发展,现已成为普遍使用的一种高分子材料。人们已对液晶高分子的结构、性质、合成方法以及液晶高分子的应用都有了较为深刻的认识。这篇文章讨论的主要关于高分子液晶的性质(物理性质)及其应用。 一、高分子液晶的物理性质。 液晶高分子作为一种特殊的高分子材料,自然具有与一般高分子材料不同的性质。液晶具有液体的流动性和固体的有序性,对外界刺激如光、机械压力、温度、电磁场及化学环境的变化具有较高的灵敏性。高分子液晶制品具有高强度、高模量,尺寸稳定性、阻燃性、绝缘性好,耐高温、耐辐射、耐化学药品腐蚀、线膨胀率低,并有良好的加工流动性等优异性能。 1、高弹性。 液晶对外场作用较为敏感,即使不大的电磁力、切变力、表面吸附等都能使液晶产生较大形变。液晶可独立存在展曲、扭曲、弯曲三种弹性形变。 2、粘滞性与流变性。 液晶存在取向有序性,这将影响流体力学行为。而液晶高分子还具有的高分子的粘滞特性,这与分子长度密切相关。一般液晶高分子为多畴状态,畴的大小在几微米之内,故在宏观上液晶高分子是各向同性的,其许多物理性质如力学性能等,表观上也是多向同性的。溶致型液晶高分子溶液在各向同性相时,粘度随浓度增大而增大。进入液晶相后,粘滞系数突然降低。分子量越大,进入液晶相浓度也越低,最大粘滞系数升高。 体系进入液晶相后,指向矢受切变流的影响而沿它的流动方向取向,从而迅速降低了粘滞系数。当切变流动停止一段时间后,样品会逐渐弛豫回原来的多畴状态。如果在此之前就使液晶高分子降温或溶剂移走成为固态,仍可获得相当好的宏观取向,即各向异性固体。 3、其他性质。 胆甾相液晶具有螺旋结构。因此有特殊的光学性质,如选择反射、圆二色性、强烈的旋光性及其色散、电光和磁光效应等。

高分子液晶材料

高分子液晶材料 高分子1101 田原3110705027 摘要: 液晶高分子是在一定条件下能以液晶相态存在的高分子,高分子化合物的功能特性和液晶相序的有机结合赋予了液晶高分子以鲜明的个性和特色,以高强度、高模量、低热膨胀率、耐辐射和化学药品腐蚀等优异性能开辟了特种高分子材料的新领域。在机械、电子、航空航天等领域的应用已崭露头角,目前正向生命科学、信息科学、环境科学蔓延渗透,并将波及其它科技领域。 关键词:高分子液晶材料历史与发展结构与性能 一、概述 液晶LC D(L iq ui d Crysta l Display)对于许多人而言已经不是一个新鲜的名词。从电视到随身听的线控,它已经应用到了许多领域。液晶现象是1888年奥地利植物学家 F.Reintizer在研究胆甾醇苯甲酯时首先发现的。研究表明,液晶是介于液体和晶体之间的一种特殊的热力学稳定相态,它既具有晶体的各相异性,又有液态的流动性,液晶高分子就是具有液晶性的高分子,大多数由小分子量基元键结合而成,它是一种结晶态,既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性特征。 二、液晶高分子材料的分类及其特性 目前,液晶高分子分类方法有三种。从液晶基元在分子中所处的位置可分为主链型和侧链型两类。从应用的角度可分为热致型和溶致型两类,这两种分类方法是相互交叉的,即主链型液晶高分子同样具有热致型和溶致型,而热致型液晶高分子又同样存在主链型和侧链型。从液晶高分子在空间排列的有序性不同,液晶高分又有近晶型、向列型、胆甾型三种不同的结构类型。 1、主链型液晶高分子 主链型高分子液晶是指介晶基元处于主链中的一类高分子材料。在20世纪70 年代中期以前,它们多是指天然大分子液晶材料。自从D upont 公司首次获得聚芳香酰胺的溶液型主链型高分子液晶性质的应用以来,主链型高分子液晶材料的合成、结构与性能关系和应用等都得以很大发展。按液晶形成过程,主链型高分子液晶可以分为溶液型主链高分子液晶和热熔型主链高分子液晶。a:溶液型主链高分子液晶 其研究最多的则是聚芳香酰胺类和聚芳香杂环类聚合物。酰胺为代表的一类溶液型高分子液晶而言,就必须借助于极强的溶剂,

高分子液晶材料的应用及发展趋势讲解

# 16 #陶瓷2009. No. 3 高分子液晶材料的应用及发展趋势 王瑾菲蒲永平杨公安杨文虎 ( 陕西科技大学材料科学与工程学院西安710021) 摘要液晶相是不同于固相和液相的一种中介相态。系统地阐述了液晶的发现、形成机制以及分类,简单介绍了液晶高分子的结构特点,介绍了主链型和侧链型液晶高分子研究的新进展,并对液晶在各个领域的应用研究和潜在性能进展作了简要的阐述。 关键词液晶高分子液晶研究进展 Application and the Development of Liquid Crystal Polymer Materials Wang Jinfei, Pu Yongping, Yang Gongan, Yang Wenhu( School of Materials Science & Engineering, Shaanxi University of Science and Technology, Xi. an, 710021) Abstract: Liquid crystal phase is different from the solid phase and an intermediate liquid phase. This paper described the discovery of the LCD, and the mechanism for the formation and classification, briefly introducd the liquid crystalline polymer structural, researched new progress of the main- chain and side- chain type liquid crystal polymer and indicated the application progress and potential properties of LCD in all fields. Key words: Liquid crystalline polymer; Liquid crystal; Study progress 1 液晶的发现 液晶是某些物质在熔融态或在溶液状态下形成的有序流体的总称。液晶的发现可以追溯到1888年,奥 地利植物学家 F Reinitzer发现,把胆甾醇苯酸脂( Cho-l esteryl Benzoate, C6 H5 CO2 C27 H45 , 简称 CB) 晶体加热到145. 5 e 会熔融成为混浊的液体, 145. 5 e 就是该物质的熔点。继续加热到178. 5e,混浊的液体会突然变成清亮的液体,而且这种由混浊到清亮的过程是可逆的。O Lehmann经过系统地研究指出,在一定的温度范围内,有些物质的机械性能与各向同性液体相似;但是它们的光学性质却和晶体相似,是各向异性的。因此,这些介于液体和晶体之间的相被称为液晶相[ 1]。 2 液晶高分子的分类 液晶是一类具有特殊性质的液体,既有液体的流动性又有晶体的各向异性特征。现在研究及应用的液晶主要为有机高分子材料。一般聚合物晶体中原子或

液晶高分子材料的现状及研究进展.doc

液晶高分子材料研究进展 肖桂真,纺织学院,1030011063 摘要:高分子液晶是近年来迅速兴起的一类新型高分子材料,它具有高强度、高模量、耐高温、低膨胀率、低收缩率、耐化学腐蚀的特点。本文综述了液晶高分子材料的发展历史,结构及性能,详细介绍了液晶高分子材料的种类以及在各个领域的应用,和液晶高分子材料的潜在发展前景。 关键词:功能高分子材料;液晶高分子材料;研究;应用 0前言 功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支,它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术,它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。功能高分子材料之所以具有特定的功能,在合成或天然高分子原有力学性能的基础上,再赋予传统使用性能以外的各种特定功能(如化学活性、光敏性、导电性、催化活性、生物相容性、药理性能、选择分类性能等)而制得的一类高分子。一般在功能高分子的主链或侧链上具有显示某种功能的基团,其功能性的显示往往十分复杂,不仅决定于高分子链的化学结构、结构单元的序列分布、分子量及其分布、支化、立体结构等一级结构,还决定于高分子链的构象、高分子链在聚集时的高级结构等,后者对生物活性功能的显示更为重要。高分子液晶材料是近年来研究较多的一种功能高分子材料,它是介于液体和晶体之间的一种中介态,具有独特的结构与性能。 1高分子液晶的发展 1.1液晶的发现 液晶是介于液体和晶体之间的一种特殊的热力学稳定相态,它既具有晶体的各相异性,又有液态的流动性,液晶高分子就是具有液晶性的高分子,大多数由小分子量基元键合而成,它是一种结晶态,既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性特征。液晶的发现可以追溯到1888年,奥地利植物学家F.Reinitzer发现,把胆甾醇苯酸脂(Ch01.esteryl Benzoate,C6 H5C02C27 H45.简称CB)晶体加热到145.5℃会熔融成为混浊的液体,145.5℃就是该物质的熔点,继续加热到178.5 ℃,混浊的液体会突然变成清亮的液体,而且这种由混浊到清亮的过程是可逆的。O.Lehnmnn经过系统地研究指出,在一定的温度范围内,有些物质的机械性能与各向同性液体相似;但是它们的光学性质却和晶体相似,是各向异性的。因此,这些介于液体和晶体之间的相被称为液晶相。 1.2液晶高分子的发展 1937年Bawden和Pirie在研究烟草花叶病病毒时,发现其悬浮液具有液晶的特性,这是人们第一次发现生物高分子的液晶特性。其后1950年,Elliott与Ambrose第一次合成了高分子液晶,溶致型液晶的研究工作至此展开。50年代到70年代,美国Duponnt公司投入大量人力才力进行高分子液晶发面的研究,取得了极大成就:1959年推出芳香酰胺液晶,但分子量较低;1963年,用低温溶液缩聚法合成全芳香聚酰胺,并制成阻燃纤维Nomex;1972年研制出强度优于玻璃纤维的超高强、高模量的Kevlar纤维,并付注实用;此后,高分子液晶的研究则从溶致型转向为热致型,在这一方面Jackson等作出了较大贡献,他们合成了对苯二甲酸已二醇酯与对羟基苯甲酸的共聚物,可注塑成型,这是一种模量极高的自增强液晶材料。 从应用领域分析,液晶高分子材料在电子电气行业中需求量最大且发展迅速,1998年可达3600 吨,平均年增长23.1 %;其次是通讯业,需求量约1540 吨,增长21.1%;工业界及运输业总需求量不到1700 吨,平均年增长率约为I1%,主要用于接插件、开关、继电

高分子液晶显示器

液晶(LCD)显示器 徐利 (高分101 10031062164) 摘要:液晶是一种高分子材料,因为其特殊的物理、化学特性,20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上,液晶显示器具有很高的成像质量,而且它还具有工作电压低,功耗低,体积小等特点。其发展从大致TN 型到STN型再到TFT型,下面我就从液晶发展过程,依次介绍TN—LCD,STN —LCD和TFT—LCD的结构和原理,液晶显示器所需的原材料以及液晶显示器的制造工艺流程。 关键词:液晶显示材料图形显示 LCD 结构与原理制造工艺流程应用

正文: 1、引言 液晶显示器是现在非常普遍的显示器。它具有体积小、重量轻、省电、辐射低、易于携带等优点。LCD是基于液晶电光效应的显示器件。包括段显示方式的字符段显示器件;矩阵显示方式的字符、图形、图像显示器件;矩阵显示方式的大屏幕液晶投影电视液晶屏等。液晶显示器的工作原理是利用液晶的物理特性,在通电时导通,使液晶排列变得有秩序,使光线容易通过;不通电时,排列则变得混乱,阻止光线通过。 液晶显示原理 LCD可以说是一种光线传送技术。其原理是通过一个有源滤波器来调整固定强度的背景光线穿过液晶,从而使液晶板上可以显示出不同的图形。通过对白色光线的简单过滤,得到红、绿、蓝的基本原色,这就能构成显示的基本元素——象素。 大多数液晶材料在自然状态下都是一种分子化合物。液晶按照分子结构排列的不同分为三种:粘土状的Smectic液晶,细柱形的Nematic液晶和软胶胆固醇状的Cholestic液晶。这三种液晶的物理特性各不相同,而第二类的细柱形的Nematic液晶最适于用来制造液晶显示器。 液晶分子会沿着一条中轴平行的排列。为了可以控制分子的列队让他们保持一定的顺序,人们让液晶分子依附于更大一些的沟槽状板的表面。液晶分子可以沿着沟槽滑动,在接触到沟槽的表面后会沿着沟槽的方向顺序排列。因此如果沟槽之间紧密的平行,那么液晶分子的列队也可以紧密的平行。 LCD就像三明治一样,液晶夹在两块精细的沟槽板之间,两个沟槽的方向互相保持90度的垂直。如果其中一个沟槽面板中的沟槽是按照南北方向并行排列的,那么与它相对应的另一快沟槽板中的沟槽就是按照东西方向并行排列的。在两块沟槽板中的液晶层被强破扭曲为90度排列。光线可以穿过分子队列和被扭曲90度的液晶层。

液晶高分子材料的类型

液晶高分子材料的类型,结构特点,主要应用领域及其发展 趋势 摘要:对液晶高分子材料的类型,结构特点进行重点介绍,并对其的应用领域与发展趋势进行介绍与展望。 关键词:液晶高分子材料,高分子材料,新型高分子液晶材料, 引言:液晶高分子材料是近十儿年迅速兴起的一类新型高分子材料,它具有高强度、高模量、耐高温、低膨胀系数、低成型收缩率、低密度、良好的介电性、阻燃性和耐化学腐蚀性等一系列优异的综合性能,作为液晶白增强塑料、高性能纤维、板材、薄膜及光导纤维包覆层,被广泛应用于电子电器、航天航空、国防军工、光通讯等高新技术领域以及汽车、机械、化工等国民经济各工业部门。正是由于其优异的性能和广阔的应用前景,使得液晶高分子材料成为当前高分子科学中颇有吸引力的一个研究领域。 我国液晶高分子研究始于20世纪70年代初,1987年在上海召开的第一届全国高分子液晶学术会议标志着我国高分子液晶的研究上了一个新的台阶。此后,全国高分子液晶态学术会议每两年召开一次,共召开了8次。1994年在北京召开IUPAL国际液晶高分子会议,20世纪80年代周其凤等提出了新的甲壳型液晶高分子的概念并从化学合成和物理性质等角度给出了明确的结论,得到了国内学者的关注。而北京大学在该研究一直处于领先地位,已成功合成了上百个具有不同化学结构的甲壳型液晶高分子,并从不同的视角对其结构和性质开展了研究。 1.1液晶的发现 液晶是介于液体和晶体之间的一种特殊的热力学稳定相态,它既具有晶体的各相异性,又有液态的流动性,液晶高分子就是具有液晶性的高分子,大多数由小分子量基元键合而成,它是一种结晶态,既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性特征。液晶的发现可以追溯到1888年,奥地利植物学家F.Reinitzer发现,把胆甾醇苯酸脂(Ch01.esteryl Benzoate,简称CB)晶体加热到145.5℃会熔融成为混浊的液体,145.5℃就是该物质的熔点,继续加热到178.5 ℃,混浊的液体会突然变成清亮的液体,而且这种由混浊到清亮的过程是可逆的。

高分子液晶材料

高分子液晶材料 一.高分子液晶概述 1.過渡中間態:外觀呈現液體物質的流動性,但仍保留著晶態物質的有 序性且在物理性質上呈現各向異性稱為過渡中間態(Mesophase). 2.液晶物質(Liquid crystals):在溶液或熔融狀態下兼有晶體和液體部 份性質的物質. 單體液晶(monomer liquid crystals) 3.液晶: 高分子液晶(polymer liquid crystals) 4.液晶按形態分類: a.向列型液晶相液晶(nematic liquid crystal): 液晶分子剛性部分之間相互平行排列,但是其重心排列無序,只保 持著一維有序性. 液晶分子在沿其長軸方向可以相對運動,而不影響晶相結構,故 其在外力作用下可以非常容易沿著此方向流動,是三種晶相中 流動性最好的一種液晶. b.近晶型晶相液晶(smectic liquid crystal): 此液晶分子剛性部份相互平行排列,並構成垂直於分子長軸方 向的層狀結構.此液晶層內分子可以沿著層面相對運動保持其 流動性.

c. 膽甾醇型液晶(cholesteric liquid crytal): 構成液晶的分子基本是扁平型,依靠端基的相互作用,彼此平行排弄列成層狀結構,其長軸與層面平行. 5. 按形成液晶的條件分類: a.溶液型液晶(lyotropic liquid crystral):液晶分子在溶解過程中 在溶液中達到一定濃度時形成有序排列,產生各向異性特征構成 液晶;當溶解的是高分子時稱為溶液型高分子液晶。 b.熱熔型液晶(thermotropic liquid crystal):三維各向異向的晶體 在熔融過程中不完全失去晶體特征,保持一定有序性構成液晶; 同樣當晶體為高分子時稱為熱熔型高分子液晶。 二. 溶液型高分子液晶之結構、性能及應用 溶液型高分子液晶是液晶高分子在另外一種分子體系中進行的有 序排列,根據液晶高分子中剛性部分在聚合物中的位置將此分為 側鏈型和主鏈型液晶高分子。 相列型液晶結構 近晶型液晶結構 膽甾醇型液晶結構

液晶高分子材料

液晶高分子材料开发进展及应用 摘要:液晶高分子材料超越高分子材料化学、化学科学和材料科学的领域,涉及了物理学、生命科学和信息科学等多学科领域,是一个十分活跃的研究领域和前言科学。本文主要阐述了高分子材料的开发和在各个领域的应用。 关键词:液晶高分子材料;进展;应用 液晶是一些化合物所具有的介于固态晶体的三维有序和无规液态之间的一种中间相态,又称介晶相( meso phase) ,是一种取向有序流体, 既具有液体的易流动性,又有晶体的双折射等各向异性的特征。液晶1888 年由奥地利植物学家Reinitzer首次发现,在本世纪50 年代之前,液晶没能引起科技界的广泛重视。然而60 年代,以RCA 公司进行液晶显示和光阀方面的工作为标志,液晶得到了实际的应用。液晶高分子( LCP) 的大规模研究工作起步更晚,但目前已发展为液晶领域中举足轻重的部分。如果说小分子液晶是有机化学和电子学之间的边缘科学,那么液晶高分子则牵涉到高分子科学、材料科学、生物工程等多门学科,而且在高分子材料、生命科学等方面都得到大量应用。 1.液晶高分子的分类[1] 1.1按照液晶相分类 1.1.1向列型液晶 液晶分子刚性部分平行排列,重心排列无序,保持一维有序性,液晶分子沿其长轴方向可移动,不影响晶相结构,是流动性最好的液晶。 1.1.2近晶型液晶 在所有液晶中近固体晶体而得名。分子刚性部分平行排列,构成垂直于分子长轴方向的层状结构,具二维有序性。 1.1.3胆甾型液晶 构成液晶的分子是扁平型的,依靠端基的相互作用平行排列成层状结构。但它们的长轴与层面平行而不是垂直。在相邻两层之间,由于伸出平面外的光学活性基团的作用,分子长轴取向依次规则地旋转一定角度,层层旋转构成螺旋结构。此类液晶可使反射的白光发生色散而呈现彩虹般颜色。 1.2按照分子中液晶基元的位置分类 1.2.1主链型液晶高分子 液晶基元在高分子主链上。如kevlar纤维。

高分子液晶

高分子液晶 高分子液晶是一种新型高分子材料,具有强度高、模量大的特点。液晶是某些小分子有机化合物或某些高分子在熔融态或在液体状态下,形成的有序流体,既具有晶体的各向异性,又具有液体的流动性,是一种过渡状态,这种中间态称为液晶态,处于这种状态下的物质称为液晶,高分子液晶材料即为一类新型的特种高分子材料,已经以纤维、复合材料和注模制件等应用于航空、航海和汽车工业等部门。 液晶就是液态和晶态之间的一种中间态,它既有液体的易流动特性,又具有晶体的某些特征。各向同性的液体是透明的,而液晶却往往是浑浊的,这也是液晶区别于各向同性的液体的一个主要特征。液晶之所以混浊是因为液晶分子取向的涨落而引起的光散射所致,液晶的光散射比各向同性液体要强达100万倍[3]。总之,液晶科学获得了许多重要的发展,研究领域遍及物理、化学、电子学、生物学各个学科,发展成了液晶化学、分子物理学、生物液晶及液晶分子光谱等重要学科[5]。 高分子液晶具有独特的性能: (1)在电场和磁场中,高分子液晶排列取向所需的电场强度或磁场强度要比低分子液却大的多,热致性液品的热转变温度高,而粘度大。 (2)奇偶性,所胃奇偶性是指在介晶态的TM,TN,△S,△H随柔性间隔的不同存在着奇低偶高的现象。不仅主链上有奇偶性效应,而侧链也有奇偶性效应。 (3)高分子液晶的流变行为高分子液晶的流变行为对聚合物材料的应用影响很大。如粘度是温度的函数,而且在某一温度下,粘度变小。粘度对剪层影响较大在低剪切速度下,偏离牛顿流体液品的有序性降低一粘度随分子准的增加,粘度下降。 (4)液品相的转变:在一定浓度,液晶转变温度随聚合度的增长而升高。在各向同性挤剂中,聚合物浓度下降,则相转变温度也下降。在一定温度下,聚合度越大,则介晶相出现的临界浓度越低。 (5)液品的电光效应.所谓电光效应是指液晶在电场的作用下产生光学的变化,具体如下:相畴的形成,电场可引起向列相,液晶产生威廉姆士相畴;动态散射,液晶中的离子,交变电场作用下对液晶分子施以作用下,随电压增大而增大,当超过弹性界限时就产生湍流;宾一主相互作用液晶中存在其它各向异性分子时施加电场,两者进行相互影响的运动排列[6]。 高分子液品的介电性能和导电性能液晶介电各向异性特征是决定液晶分子在电场中行为的主要参数。液晶介电各向异性决定于液晶分子结构中所含有的永久偶极矩和分子极化度,沿分子轴极化度,如大于垂直分子轴的极化度,则得到正介电各向异性液晶,反之得到负电各向异性液晶[7]。 高分子液晶的研究进展及应用 3.1. 纤维素液晶[ 9-10] 1976年,D G Gary首次报道了纤维素液晶的衍生物—羟丙基纤维素,分子量为105,它的2% ~5%水溶液能形成具有彩虹色彩,强烈双折射和旋光性的胆甾型液晶溶液。纤维素衍生物在如水、乙酸、丙酮等多种溶剂中都能形成液晶相。在偏光显微镜下可以观察到液晶溶液的多种织构,如圆盘织构、条纹织构、平面织构、假各向同性织构和指纹织构等。这些织构的存在与溶液的温度、浓度等外界条件有很大的关系。另外,还可以观察到多种向错结构。含纤维素衍生物的胆甾型液晶高分子复合物的合成使电子显微镜、原子显微镜等在研究胆甾型液晶精细结构上得到应用,这使得胆甾型液晶结构的研究达到了更为微观的层次。由于纤维素的液晶溶液可仿制高强度高模量的新型高分子复合材料,且对于半刚性链高分子液晶相的研究是一个很好的模型化合物。所以,我们要开发更多性质更好的液晶纤维素产品,如高强高模纤维、高性能纤维素液晶复合材料、高性能纤维素液晶分离膜及特殊光学材料。3.2.甲壳素类液晶[11-13]

液晶高分子材料的现状及发展前景

液晶高分子材料的现状及发展前景 1937年Bawden和Pirie[1]在研究烟草花叶病病毒时,发现其悬浮液具有液晶的特性。这是人们第一次发现生物高分子的液晶特性,其后1950年,Elliott与Ambrose第一次合成了高分子液晶,溶致型液晶的研究工作至此展开。50年代到70年代,美国Duponnt公司投入大量人力才力进行高分子液晶发面的研究,取得了极大成就,1959年推出芳香酰胺液晶,但分子量较低,1963年,用低温溶液缩聚法合成全芳香聚酰胺,并制成阻燃纤维Nomex,1972年研制出强度优于玻璃纤维的超高强.高模量的Kevlar纤维,并付注实用,以后,高分子液晶的研究则从溶致型转向为热致型。 一、液晶主要分类: 1、主链型液晶高分子,主要包括 (1)溶液型主链高分子液晶 (2)热熔型主链高分子液晶 2、侧链型高分子液晶,主要包括 (1)溶液型侧链高分子液晶 (2)热熔型侧链高分子液晶 二、液晶高分子的研究进展 关于液晶高分子几年来的主要进展可概括为以下几个方面: (1)合成出一系列含有各种新型介晶基元的液晶高分子,如柱状(或碟状)液晶分子、复合型液晶高分子以及刚性链侧链型液晶高分子. (2)部分液晶高分子品种已实现了工业化生产.基础研究和应用基础研究取得了显著进展,如液晶高分子结构与性能关系;液晶高分子相变动力学和热力学;液晶高分子的固态结构和结晶行为;溶致液晶高分子相图;热致液晶高分子加工流变学及其共混改性理论等,都取得了显著进展.在此基础上开发了复合材料和原位复合材料. (3)新型功能液晶高分子的合成以及液晶高分子在外场作用下的液晶行为研究也取得发显著进展. 三、液晶高分子研究趋势 液晶高分子虽然近年来有了迅速的发展,但总体上还只是处于发展的初期.预计今后将会更蓬勃的发展.其发展趋势主要有以下几方面: (1)努力降低液晶高分子产品成本.主要途径是扩大生产规模、寻找和选用更廉价的单体、改进合成工艺和采用共混方法等. (2)研究解决制品的各向异性如“焊缝”等问题.主要途径有:改进模具设计和成型条件、玻纤增强和填料填充以及共混技术. (3)大力发展分子复合材料和原位复合材料. (4)发展功能液晶高分子,这主要是侧链型液晶高分子,主要集中于聚硅氧烷类、聚丙烯酸

液晶高分子

高分子液晶材料的研究现状及开发前景 一摘要 液晶高分子是指在熔融状态或溶液中具有液晶特性的高分子,即该类高分子在熔融状态或溶液中,一方面,在一定程度上分子呈类似于晶体的有序排列;另一方面,又具有各项同性液体的流动性。能够形成液晶相的高分子通常由刚性部分和柔性部分组成,刚性部分多由芳香和脂肪环状结构构成,在生物高分子中,含有手性基团的螺旋结构也具有刚性体的功能,柔性部分则多由可以自由旋转的d键连接起来的饱和链构成。液晶高分子的制备是将含有刚性结构和柔性结构的单体通过聚合反应连接起来。由于液晶相的形成,使得高分子的性能发生变化,某些性能显著提高,并出现类似于小分子液晶的特殊性能,从而使其具有更为诱人的应用前景,成为一个研究热点。高分子液晶是近十几年迅速兴起的一类新型高分子材料[ 1~5] , 它具有高强度、高模量、耐高温、低膨胀系数、低成型收缩率、低密度、良好的介电性、阻燃性和耐化学腐蚀性等一系列优异的综合性能, 作为液晶自增强塑料、高性能纤维、板材、薄膜及光导纤维包覆层, 被广泛应用于电子电器、航天航空、国防军工、光通讯等高新技术领域以及汽车、机械、化工等国民经济各工业部门。正是由于其优异的性能和广阔的应用前景, 使得高分子液晶成为当前高分子科学中颇有吸引力的一个研究领域。 二国外对液晶高分子材料的研究 1. A series of main-chain liquid-crystalline polymers (LCPs) with pendant sulfonic acid groups have been synthesized by use of biphenyl-4,4-diol, 6,7-dihydroxynaphthalene-2-sulfonic acid, and bis(4-(chlorocarbonyl)phenyl) decanedioate in a one-step esterification reaction. Emeraldine base form of polyaniline (PAN) is doped by the synthesized sulfonic acid-containing LCPs to obtain PAN-LCP ionomers. A series of electrorheological (ER) fluids are prepared using the synthesized PAN-LCP ionomers and silicone oil. The chemical structure, liquid-crystalline behavior, dielectric property of LCPs, and PAN-LCP ionomers, and ER effect of the ER fluids are characterized by use of various experimental techniques. The synthesized sulfonic acid-containing LCPs and PAN-LCP ionomers display nematic mesophase. The PAN-LCP ionomers show a slight elevation of glass transition temperatures and decrease of enthalpy changes of nematic-isotropic phase transition compared with corresponding sulfonic acid-containing LCPs. The relative permittivity of the PAN-LCP ionomers is much higher than that of the corresponding sulfonic acid-containing LCPs. The ER effect of the PAN-LCP ionomer dispersions is better than PAN dispersions, suggesting a synergistic reaction should be occurred among liquid crystalline component, and PAN part under electric fields. 已经合成了一系列的主链液晶聚合物(LCP )与磺酸侧基通过使用二苯基-4,4 - 二醇,6,7 - 二羟基萘-2 - 磺酸,和双(4 - (氯羰基)苯基)decanedioate 在一个单步酯化反应。翠绿亚胺碱形式的聚苯胺(PAN )由合成的含磺酸的LCP材料取得的PAN LCP的离子交联聚合物中掺杂。使用合成的PAN - LCP 离子和硅油电流变流体一系列的准备。的化学结构,液晶行为,LCPs的介电

液晶高分子材料在图形显示方面的发展与应用

液晶高分子材料在图形显示方面的发展与应用

液晶显示材料的发展与应用 郑磊 (安徽工业大学化学与化工学院安徽马鞍山) 摘要:液晶有许多特殊的性能,因而在许多领域得到应用。其中最常见是液晶显示技术。本文简述了液晶高分子材料在图形显示方面的发展 历史、发展趋势以及研究与应用现状。 关键词:液晶;图形显示;显示材料;应用;发展 1 引言 人们早已熟知液晶本身和液晶在电子显示器件方面、非线性光学方面的应用。液晶显示的手表、计算器、笔记本电脑和高清晰度彩色液晶电视都已经商品化,液晶的商业用途多达百余种,它使显示等技术领域发生重大的革命性变化。 2 液晶显示技术的发展 经历4个阶段发展为液晶电视 “使用液晶可以制造超薄显示屏”。40多年前的1968年5月,美国RCA 公司在纽约召开的液晶显示屏新闻发布会上的发言震惊了全世界。发现液晶可用于显示的是RCA公司的George Heilmeier,他甚至还表示,“梦想中的壁挂式电视只需数年即可实现”。自那之后,日本、英国、瑞士、德国的显示屏研发人员都开始参与液晶面板的开发工作,全球性开发的帷幕正式拉开。 但是,液晶显示屏的实用化并不容易。当时,液晶的使用寿命和可靠性等基本问题都未能解决,使用不到1个小时显示就会消失,更别提要用液晶制造电视了。 之所以会存在使用寿命和可靠性方面的问题,主要是因为将直流电压加载到液晶上时,液晶材料及电极会发生氧化还原反应而变质。虽然也可以采用交流电来驱动液晶,但是显示性能较差。最终解决这一问题的是夏普公司。该公司发现,如果在液晶材料中加入离子性杂质,使其导电率升高,就可以采用交流驱动获得良好的显示特性。利用这项技术,1973年5月,夏普公司推出全球首款液晶应用产品——使用液晶显示屏作为显示部件的小型计算器EL-805。 夏普公司的液晶计算器上采用的液晶显示屏是由RCA公司生产的DSM(动态散射模式)液晶,而不是目前常见的TN(扭曲向列)模式液晶。但是,要采用DSM制造液晶电视是很困难的,这是因为DSM的点阵显示扫描线在数量方面

液晶高分子材料

液晶高分子材料 :现代人的生活处处都有液晶。液晶高丹子是一类较新的高分子材料,具有许多独特的优良性能。液晶是一些化合物所具有的介于固态晶体的三维有序和 规液态之间的一种中间相态,又称介晶相(meso phase),是一种取向有序流 体, 既具有液体的易流动性,又有晶体的双折射等各向异性的特征。 1888年奥地利植物学家F Reinitzer 在研究胆甾醇苯甲酸酯在145.6?熔化 时,先变成小透明的浑浊液体,继续加热至178. 5C变为清亮的各向同性液体在 I45 .5? 至l78 .5? 之问胆甾醇苯甲酸酯呈现了一种新的物质形态,即液晶。 液晶既具有晶体的各相异性,又有液态的流动性。小分子液晶的这种神奇状 态引起了人们浓厚兴趣,现已发现多种液晶材料。这些主要是些有机材料, 形成液晶的物质通常具有刚性的分子结构,分子的长宽比例大于一,呈棒状构象,同时还具有在液相下维持分子某种排序所必需的凝聚力。这种凝聚力通常是由 构中的强极性基团,高度可极化基团或氢键提供。 在小分子液晶研究的基础上科学家不难联想到大分子液晶,1937 年Bawder和Pirie 在研究烟草花叶病病毒时,发现其悬浮液具有液晶的特性。这是人们第一次发现生物高分子的液晶特性,其后1950年,Elliott与Ambrose第一次合成了液晶高分子,溶致型液晶的研究工作至此展开。50年代到70年代,美国Duporrt 公司投入大量人力才力进行液晶高分子发面的研究,取得r 极大成就, 1959年推出芳香酰胺液晶,但分子量较低,1963年,用低温溶液缩聚法合成全芳 香聚酰胺,

并制成阻燃纤维Nomex,1972 年研制出强度优于玻璃纤维的超高强.高模量的Kevlar 纤维,并付注实用,以后,液晶高分子的研究则从溶致型转向为热致 型。 在这一方面Jackson 等做出了较大贡献,他们合成了对苯二甲酸已二醇酯与对 基苯甲酸的共聚物,可注塑成型,这是一种模量极高的自增强液晶材料。同一 期其他国家也相继展开研究,此后液晶高分子的合成应用领域又出现一个新的 潮。 向列型液晶(nematic liquid crystals1) :液晶分子刚性部分平行排列,重心 列无序,保持一维有序性,液晶分子沿其长轴方向可移动,不影响晶相结构, 流动性最好的液晶 近晶型液晶(smectic liquid crystals) :在所有液晶中近固体晶体而得名, 子刚性部分平行排列,构成垂直于分子长轴方向的层状结构,具二维有序性。 胆甾型液晶(cholestic liquid crystals) :构成液晶的分子是扁平型的,依靠端基的相互作用平行排列成层状结构,但它们的长轴与层面平行而不是乖直。 相邻两层之问,由于伸出半面外的光学活性基团的作用,分了长轴取向依次规 地旋转一定角度,层层旋转构成螺旋结构。此类液品可使反射的白光发生色散

液晶高分子的结构特性及应用

液晶高分子的结构特性及应用 姓名:白志文班级:材料101 学号:051002101 摘要:液晶高分子是一类较新的高分子材料, 具有许多独特的优良性能。液晶高分子在结构材料和功能材料方面被称为一类全新的高性能材料本文介绍了液晶高分子的研究及发展状况, 以及液晶高分子在众多领域的广泛应用的前景。对液晶高分子的性能、进展及各方面的应用作了综述报道。1 。 关键词:液晶高分子;表征性能;结构;应用 1 绪论 液晶高分子作为结构材料已用作制备高强度、高模量的纤维材料, 高分子复 合材料, 液晶高分子用于制作各种功能材料特别是信息功能材料有显著的优势 越性, 有广泛的应用前景。液晶高分子的研究至今不过40 年, 但其成就早已使 世人瞩目, 其发展速度是许多重要科学的科技领域都不能比拟的,其影响力目前 已远远超出高分子科学或化学材料范畴, 而正向生命科学、信息科学环境科学蔓 延渗透, 并将波及其它科技领域。2 2 液晶的分子结构与特性 液晶相是一种有序结构, 所以凡可用于有序结构分析的方法都可用来表征 液晶的结构和性质, 如偏光显微镜、差热分析、X 一射线衍射等。 2.1 液晶高分子的结构 任何一种液晶, 不管其性能如何优越, 都不可能满足显示的要求, 因而实 际使用的都是由多种液晶单体按一定比例调制成的混合液晶。这些混合液晶的物 理、化学特性(如熔点(M P)、清亮点(C P ) 、△n , △。, Vt 、以及k 3 3 /k 1 1 等)都是混合液晶体系中所有组分物理、化学特性的综合体现。液晶的性质 是由液晶分子的化学结构决定的。液晶分子的结构可以简单地表示为:

其中: XY 称为末端基团, 常见的末端基团有R 一(烷基) ,R O 一(烷氧基) , 一C N (氰基) ,一F, 一C F : 等。 B , B ‘称为环体系, 显示用液晶材料的环体系大多为六元环。 A 称为连接基团。 Z,Z , 称为侧向基团, 常见的有一F, 一C N, 一C H 3 等, 显示用液晶材料中一般很少含有侧向基团。 液晶分子的各种物理、化学性质完全是由这些基团以及这些基团之间的相互作用决定的, 因而改善液晶分子的性能, 实际上就是改变液晶分子结构中某个基团的属性。3 2.2 液晶高分子的特性 液晶高分子的迅速发展与其一系列优异性能密切相关。其特性如下: 2.2.1 取向方向的高拉伸强度和高模量 绝大多数商业化液晶高分子产品都具有这一特性。与柔性链高分子比较, 分子主链或侧链带有介晶基元的液晶高分子, 最突出的特点是在外力场中容易发生分子链取向。实验研究表明, 液晶高分子处于液晶态时, 无论是熔体还是溶液, 都具有一定的取向序。当液晶高分子液体流经喷丝孔, 模口或流道, 即使在很低剪切速率下获得的取向,在大多数情况下, 不再进行后拉伸就能达到一般柔性链高分子经过后拉伸的分子取向序。因而即使不添加增强材料, 也能达到甚至超过普通工程材料用百分之十几玻纤增强后的机械强度, 表现出高强度高模量的特性。 2.2.2 突出的耐热性 由于液晶高分子的介晶基元大多由芳环构成, 其耐热性相对比较突出。如Xy dar 的熔点为421℃, 空气中的分解温度达到560℃, 其热变形温度也可达350℃, 明显高于绝大多数塑料。此外液晶高分子还有很高的锡焊耐热性, 如Ekono l 的锡焊耐热性为300~ 340℃/ 60s。 2.2.3 很低的热膨胀系数 由于具有高的取向序, 液晶高分子在其流动方向的膨胀系数要比普通工程塑料低一个数量级, 达到一般金属的水平, 甚至出现负值, 如Kev lar 的热膨胀系数为- 2×10- 9K- 1。这样液晶高分子在加工成型过程中不收缩或收缩很低, 保证了制品尺寸的精确和稳定。 2.1.4 优异的阻燃性 液晶高分子分子链由大量芳环构成, 除了含有酰肼键的纤维而外, 都特别难以燃烧, 燃烧后产生炭化, 表示聚合物耐燃烧性指标——极限氧指数( LOI ) 相当高, 如Kevlar 在火焰中有很好的尺寸稳定性, 若在其中添加少量磷等, 液晶高分子的LOI 值可达40 以上。

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