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液晶高分子聚合物LCP

简介 ??

液晶高分子聚合物,液晶高分子聚合物LCP

液晶高分子聚合物( LCP ): 液晶高分子聚合物是 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 。可分为溶致液晶聚合物和热致液晶聚合物。前者在溶剂中呈液晶态,后者因温度变化而呈液晶态。 ...查看详情>>

液晶高分子聚合物LCP

简介 ??

液晶高分子聚合物,液晶高分子聚合物LCP

液晶高分子聚合物(LCP):

液晶高分子聚合物是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。可分为溶致液晶聚合物和热致液晶聚合物。前者在溶剂中呈液晶态,后者因温度变化而呈液晶态。

热致液晶聚合物是继溶致液晶聚合物之后兴起的,其综合性能优异,而且能够进行注塑、挤出成型加工。

液晶聚合物分子的分之主链刚硬,分子之间堆砌紧密,且在成型过程中高度取向,所以具有膨胀系数小,成型收缩率低和非常突出的强度和弹性模量以及优良的耐热性,具有较高的负荷变形温度,有些可高达340℃以上。

LCP还具有耐化学药品和气密性优良,此外,有些液晶聚合物具有某些特殊的功能,如光导液晶聚合物、功能性液晶高分子分离膜及生物性液晶高分子等。

一般热致性液晶聚合物具有较好的流动性,易加工成型。其成型产品具有液晶聚合物特有的皮芯结构,树脂本身具有纤维性质,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,耐热性好,热膨胀系数教低。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。

LCP用玻纤、碳纤维增强和矿物填料填充改性,可提高制品的接缝强度,降低制品的各向异性,改善高温强度和模量,提高使用价值。另外,采用矿物填料填充还可以大幅度降低成本,提高市场的竞争力。

LCP材料的特性:

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自增强性,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,LCP材料对火焰具有自熄性,能熄灭火焰而不再继续进行燃烧。在火焰中不滴落,不产生有毒烟雾。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,在连续使用温度200~300℃时,其电性能不受影响。而间断使用温度可达310℃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。

LCP材料的应用:

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;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,制件成型后其机械强度高,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。

(1)电子电气

这一领域消费的LCP占总消费量的70%左右。就全球范围而言,电子工业领域的生产正在由使用平板式印刷电路板向使用表面安装元件电路板转换。

目前电子元器件接头市场中,大约一半以上已经转变为表面安装技术(SMT)装配法。采用SMT法装配生产电器产品,生产效率和可靠性极高,但SMT法所使用的红外回流焊接技术需要热挠曲温度在230-250℃的聚合物作为基板。通用塑料和通用工程塑料均不能适应这一苛刻的条件,而LCP正可一展身手。

此外,电子元件的发展日趋微型化和小型化,要求元件的加工性和尺寸稳定性较高,LCP以其优异的尺寸稳定性和良好的熔体流动性成为这一市场的最佳应用材料。

LCP主要用于制造具有高插扎密度的电器连接器和接插件,注射成型立体印刷线路板、线圈骨架、继电器盒和基座、电容器、电位器及开关、集成电路和晶体管的封装材料等。LCP还被大量应用于生产微型马达、微波炉、打印机、复印机、传真机、视听设备及电脑硬盘驱动器等办公设备的零部件。

(2)汽车工业

汽车工业是LCP应用发展较快的行业,将LCP引入氟塑料台金中,可提高耐磨损性。随着汽车向高档化、轻型化发展,LCP正被应用于制造汽车内各种零部件以及特殊的耐热隔热部件、精密部件、电子元件及车灯,替代陶瓷和部分有色金属,以实现汽车轻量化,减少破损率,适应更苛刻的环境。

(3)医疗用品

现阶段LCP已被用于外科设备、插管、刀具、消毒托盘、腹腔镜及齿科材料,消毒托盘、替代不锈钢及其它有机合成材料。

(4)其它应用领域

在化学工业方面,LCP用于制造特殊的精馏塔填料、阀门、泵及计量仪器零部件和机械热密封材料等。光纤通讯方面将LCP用于通讯光纤的二纤包覆、抗拉构件、光纤连接器和耦合器。航空航天是LCP的一个新兴的应用领域,主要用作雷达天线的屏蔽罩、机舱隔板、传感器元件和摄影设备用复合材料等。LCP目前还打人了食品容器、微型机械零件(如手表的齿轮和轴承)、工业及日常生活用的绳、缆、网及体育用品(如网球拍、滑雪器材、游艇器材)等领域。

LCP材料也存在以下一些不足之处:

1)由于LCP材料取向在流向上强,而在垂直方向上弱,因此工件的表面强烈地表现出各向异性;

2)在模腔内二股物料汇聚处,由于结晶的形成是依焊线曲向,故其强度降低,因此设计模具是对此点因加以充分考虑;

薄型成型品存在脆性;

3)由于TLCP材料本身不透明,所以对其进行着色加工的可能性有限;

4)售价较昂贵,因此使用它会增加成本。

性能

类型Ⅰ

类型Ⅱ

类型Ⅲ

拉伸强度

拉伸模量

抗冲强度

加工性

根据荷载翘曲温度的不同,可分为三类:>270℃的为I型;240~270℃的为II型;小于240℃的为III型。

从上面的表格要以看出:液晶聚合物I型的特点是,具有很高的耐热性和拉伸强度。加工时,熔体温度必须超过400℃。液晶聚合物II型的特点是,具有高的强度,与I型相比,它具有优异的加工性,但其耐热性较I100度,液晶聚合物III型的特点是,具有优异的加工性,但其耐热性大大低于I型和II型。

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