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了解液晶高分子聚合物(LCP)
一、液晶高分子聚合物(Liquid Crystal Polyester),简称LCP。是80年代初期发展起来的一种新型高性能工程塑料
 
LCP是一类具有杰出性能的新型聚合物。LCP是包含范围很宽的一类材料:
  a、溶致性液晶:需要在溶液中加工;
  b、热致性液晶:可在熔融状态加工。
  最初工业化液晶聚合物是美国DuPont公司开发出来的溶致性聚对亚苯基对苯二甲酰胺。由于这种类型的聚合物只能在溶液中加工,不能熔融,只能用作纤维和涂料。以下内容只包括热致性LCP。
LCP外观:米黄色(也有呈白色的不透明的固体粉末);
LCP密度:1.35~1.45g/cm³。
液晶树脂的耐热性分类(低、中和高耐热型)
类型
热变形温度/℃
ASTM分类
日本分类
牌号举例
低耐热
<177
Ⅰ型
Ⅲ型
Vectra® A430、Rodrun® LC3000

中耐热

177~243

Ⅱ型

Ⅱ型
Zenite® 6330、Vetra® A130、Novaccurate® E335G30、Sumikasuper® E7000、Rodrun®LC5000、Ueno LCP®1000
高耐热
>243
Ⅲ型
Ⅰ型
Xydar® -930、Zenite®6130 Vectra® C130、Ueno LCP®2000、Titan LCP® LG431、Novaccurate® E345G30
高耐热液晶聚合物的代表性质
牌号
Xydar®
G-930
Titan®
LG431
Zenite®
7130
Zenite®
6130
Vectra®
E130i
Vectra®
c130
相对密度
1.60
1.63
1.66
1.67
1.61
1.62
拉伸强度/MPa
135
139
145
150
165
159
弯曲强度/MPa
172
170
174
170
221
214
Izod缺口冲击强度/(J/m)
96
299
160
123
208
176
热变形温度(1.82 MPa)/℃
271
275
289
263
276
255
 
二、LCP的特性与应用
 
1、特性
  a、LCP具有自增强性:具有异常规整的纤维状结构特点,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。
  b、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特点,液晶材料可以忽略不计,而且耐磨、减磨性均优异。
  c、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。
  d、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。在连续使用温度200-300℃,其电性能不受影响。间断使用温度可达316℃左右。
  e、LCP具有突出的耐腐蚀性能,LCP制品在浓度为90%酸及浓度为50%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。
 
2、应用
  a、电子电气(LCP的主要市场):电子电气的表面装配焊接技术对材料的尺寸稳定性和耐热性有很高的要求(能经受表面装配技术中使用的气相焊接和红外焊接);
  b、印刷电路板、人造卫星电子部件、喷气发动机零件、汽车机械零件、医疗器械;
  c、高性能的绝缘层和护套(电线电缆)
  d、LCP加入高填充剂或合金(PSF/PBT/PA):
    作为集成电路封装材料、
    代替环氧树脂作线圈骨架的封装材料;
    作光纤电缆接头护套和高强度元件;
    代替陶瓷作化工用分离塔中的填充材料。
    代替玻璃纤维增强的聚砜等塑料(宇航器外部的面板、汽车外装的制动系统)。
 
三、LCP的注塑工艺
 
由于改性后的性能和用途级别相差很大,其加工工艺变数也很大,故应相应调整如下范围:
  1、干燥:140℃~140~150℃ /5-7Hr
  2、注塑温度:260~300~410℃
  3、模  温:100~100~240℃
 
四、主要生产公司
 
  ①Du Pont;
  ②Eastman;
  ③Solvay;
  ④Ticona;
  ⑤三菱工程塑料公司;
  ⑥住友;
  ⑦宝理塑料;
  ⑧东丽;
  ⑨新日本石油;
  此外还有上野精细化工公司和Unitika公司等。
 
五、其它了解
 
  热致性LCP具有全芳香族聚酯和共聚酯结构。它还具有密集排列的直链聚合物链结构,形成的产品具有良好的单向机械性能特点。良好高温性能(热变形温度为121~355℃)、良好的抗辐射性、抗水解性、耐候性、耐化学药品性、固有的阻燃性、低发烟性、高尺寸稳定性、低吸湿性、极低的线膨胀系数、高冲击强度和刚性(按相同重量比较,LCP的强度大于钢,但刚性只是钢的15%)。LCP可以耐酸、溶剂和烃类等化学品,并有较好的阻隔性。
  液晶芳香族聚酯在液晶态下由于其大分子链是取向的,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年发展起来的各种热塑性塑料。
  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。
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