高分子液晶（LCP）的兩個(gè)分類以及用途舉例

大家都知道，顯示熔融液晶性的聚合物都稱為 LCP。

根據(jù)液晶態(tài)的形成條件，它可以被分為五類：溶致液晶（LLCP）、熱致液晶（TLCP）、兼具溶致和熱致液晶、壓致液晶和流致液晶。也有些人將它分為三類：溶致、熱致和壓致。

咳，這不是重點(diǎn)，重點(diǎn)是今天我們主要想聊一聊溶致性液晶聚合物（LLCP）和熱致性液晶聚合物（TLCP）。

溶致性液晶聚合物即芳香族聚酰胺，國(guó)內(nèi)統(tǒng)稱為芳綸，分為耐熱芳綸和高強(qiáng)度高模量芳綸。

耐熱芳綸以杜邦公司的聚間苯二胺（PMTA）Nomex為代表。高強(qiáng)度高模量芳綸以杜邦公司的Kevlar為代表，主要有聚對(duì)苯甲酰胺(PBA，又稱為芳綸Ⅰ)和聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺（PPTA，又稱為芳綸Ⅱ））。

圖 芳綸纖維

這類高分子液晶加工方法為使用強(qiáng)極性的復(fù)合溶劑，并施以一定的溫度使其溶解，然后通過(guò)特殊的液晶液晶紡絲技術(shù)加工成為力學(xué)性能優(yōu)異的纖維和薄膜材料。

杜邦公司的 Kevlar 產(chǎn)品即為此種加工方式，比如芳綸Ⅱ的溶劑是濃硫酸。

圖 芳綸套管

LLCP其實(shí)不單單指芳綸，它還有雜環(huán)高聚物、聚烯烴嵌段高聚物和聚異腈等等，但最常見的是芳綸。

芳綸的耐熱性和強(qiáng)度都可以很高，這是因?yàn)樗廴跁r(shí)在剪切應(yīng)力作用下，分子鏈很容易發(fā)生取向，其機(jī)械強(qiáng)度會(huì)依據(jù)不同成型條件（注射壓力、溫度等）發(fā)生很大變化。

所以芳綸可以被應(yīng)用于消防安全織帶、耐磨耐高溫纖維、煤礦作業(yè)繩、盤根、防火阻燃套管等。

圖 芳綸盤根

為了改善這種剛性大分子鏈高聚物的難熔難溶性，科學(xué)家們?cè)趧傂?的大分子鏈中引入適當(dāng)比例的柔性鏈段或剛性彎折鏈段，使其鏈剛性得以適當(dāng)降低，從而易于加熱熔融，這就出現(xiàn)了熱致性液晶聚合物(TLCP)。

這類高分子液晶可以在傳統(tǒng)的熔融加工設(shè)備上加工成型，不僅可以獲得力學(xué)性能優(yōu)異的纖維和薄膜制品，而且還可以獲得片、材、棒及各種特殊形狀的塑料成型制品。

圖 增強(qiáng)級(jí)LCP

TLCP根據(jù)熱變形溫度（HDT）分為3種：Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。

Ⅰ型的HDT在320℃左右，代表有美國(guó)Amoco公司的Xydar（HDT高達(dá)355℃）和日本住友公司的Ekonol（HDT高達(dá)311℃）；Ⅱ型的HDT在220℃以上，代表有德國(guó)Hoechst-Celanese公司的Vectra（HDT為240℃）和美國(guó)Amoco公司的XydarⅡ；Ⅲ型的HDT低于120℃，代表有美國(guó)Eastman Kodak公司的X7G和日本Unitika的LCP-2000。

其中Ⅰ型和Ⅱ型是開發(fā)主流，Ⅱ型更是當(dāng)今LCP公司傾注全力開發(fā)的產(chǎn)品，因?yàn)槠渥鳛橹饕猛镜?/span>SMT（超小型電子管）對(duì)應(yīng)電子元件所需之耐熱性和薄壁成型性等加工性能均衡。

TLCP多用于電子工業(yè)領(lǐng)域，近年來(lái)，人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注加倍，在印刷電路板上安置連接器時(shí)使用得焊錫向無(wú)鉛化方向發(fā)展，表面涂裝時(shí)的溫度超過(guò)了260℃，PBT（聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯）和PPS（聚癸二酸亞丙基酯）已不能滿足性能要求。

于是具有高耐熱性、對(duì)無(wú)鉛SMT有抗耐性的LCP被人們逐漸認(rèn)識(shí)。

圖 FPC

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