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高分子液晶聚合物LCP的兩個分類以及用途

文章作者:LCP塑膠原料發布日期:瀏覽次數:

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  大家都知道,顯示熔融液晶性的聚合物都稱為 LCP。
  根據液晶態的形成條件,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,重點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(LLCP)

  溶致性液晶聚合物即芳香族聚酰胺,國內統稱為芳綸,分為耐熱芳綸和高強度高模量芳綸。
耐熱芳綸以杜邦公司的聚間苯二胺(PMTA)Nomex 為代表。高強度高模量芳綸以杜邦公司的 Kevlar 為代表,主要有聚對苯甲酰胺(PBA,又稱為芳綸Ⅰ)和聚對苯二甲酰對苯二胺(PPTA,又稱為芳綸Ⅱ))。
  這類高分子液晶加工方法為使用強極性的復合溶劑,并施以一定的溫度使其溶解,然后通過特殊的液晶液晶紡絲技術加工成為力學性能優異的纖維和薄膜材料。
杜邦公司的 Kevlar 產品即為此種加工方式,比如芳綸Ⅱ的溶劑是濃硫酸。
  LLCP其實不單單指芳綸,它還有雜環高聚物、聚烯烴嵌段高聚物和聚異腈等等,但最常見的是芳綸。
  芳綸的耐熱性和強度都可以很高,這是因為它熔融時在剪切應力作用下,分子鏈很容易發生取向,其機械強度會依據不同成型條件(注射壓力、溫度等)發生很大變化。
  所以芳綸可以被應用于消防安全織帶、耐磨耐高溫纖維、煤礦作業繩、盤根、防火阻燃套管等。

  熱致性液晶聚合物(TLCP)

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

  這類高分子液晶可以在傳統的熔融加工設備上加工成型,不僅可以獲得力學性能優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。

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

  其中Ⅰ型和Ⅱ型是開發主流,Ⅱ型更是當今LCP公司傾注全力開發的產品,因為其作為主要用途的SMT(超小型電子管)對應電子元件所需之耐熱性和薄壁成型性等加工性能均衡。

  TLCP的一些實際應用場景

  TLCP多用于電子工業領域,近年來,人們對環境問題的關注加倍,在印刷電路板上安置連接器時使用得焊錫向無鉛化方向發展,表面涂裝時的溫度超過了260℃,PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)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、對無鉛SMT有抗耐性的LCP被人們逐漸認識。
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