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液晶高分子聚合物LCP

簡介   

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 年代初期發展起來的一種新型高性能工程塑料,英文名為: Liquid Crystal Polyester 簡稱為 LCP 。可分為溶致液晶聚合物和熱致液晶聚合物。前者在溶劑中呈液晶態,后者因溫度變化而呈液晶態。 ...查看詳情>>

液晶高分子聚合物LCP

簡介   

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年代初期發展起來的一種新型高性能工程塑料,英文名為:Liquid Crystal Polyester 簡稱為LCP。可分為溶致液晶聚合物和熱致液晶聚合物。前者在溶劑中呈液晶態,后者因溫度變化而呈液晶態。

熱致液晶聚合物是繼溶致液晶聚合物之后興起的,其綜合性能優異,而且能夠進行注塑、擠出成型加工。

液晶聚合物分子的分之主鏈剛硬,分子之間堆砌緊密,且在成型過程中高度取向,所以具有膨脹系數小,成型收縮率低和非常突出的強度和彈性模量以及優良的耐熱性,具有較高的負荷變形溫度,有些可高達340℃以上。

LCP還具有耐化學藥品和氣密性優良,此外,有些液晶聚合物具有某些特殊的功能,如光導液晶聚合物、功能性液晶高分子分離膜及生物性液晶高分子等。

一般熱致性液晶聚合物具有較好的流動性,易加工成型。其成型產品具有液晶聚合物特有的皮芯結構,樹脂本身具有纖維性質,液晶芳香族聚酯在液晶態下由于其大分子鏈是取向的,它有異常規整的纖維狀結構,性能特殊,制品強度很高,并不亞于金屬和陶瓷。拉伸強度和彎曲模量可超過10年來發展起來的各種熱塑性工程塑料。機械性能、尺寸穩定性、光學性能、電性能、耐化學藥品性、阻燃性、加工性良好,耐熱性好,熱膨脹系數教低。采用的單體不同,制得的液晶聚酯的性能、加工性和價格也不同。選擇的填料不同、填料添加量的不同也都影響它的性能。

LCP用玻纖、碳纖維增強和礦物填料填充改性,可提高制品的接縫強度,降低制品的各向異性,改善高溫強度和模量,提高使用價值。另外,采用礦物填料填充還可以大幅度降低成本,提高市場的競爭力。

LCP材料的特性:

液晶高分子聚合物樹脂一般為米黃色,也有呈白色的不透明的固體粉末。密度為1.4~1.7g/cm3。液晶聚合物具有高強度,高模量的力學性能,由于其結構特點而具有自增強性,因而不增強的液晶塑料即可達到甚至超過普通工程塑料用百分之幾十玻璃纖維增強后的機械強度及其模量的水平;如果用玻璃纖維、碳纖維等增強,更遠遠超過其他工程塑料。

液晶聚合物還具有優良的熱穩定性、耐熱性及耐化學藥品性,對大多數塑料存在的蠕變缺點,液晶材料可忽略不計,而且耐磨、減磨性均優異。

LCP的耐氣候性、耐輻射性良好,具有優異的阻燃性,LCP材料對火焰具有自熄性,能熄滅火焰而不再繼續進行燃燒。在火焰中不滴落,不產生有毒煙霧。其燃燒等級達到UL94V-0級水平。LCP是防火安全性最好的特種塑料之一。

LCP具有優良的電絕緣性能。其介電強度比一般工程塑料高,耐電弧性良好。作為電器應用制件,在連續使用溫度200~300℃時,其電性能不受影響。而間斷使用溫度可達310℃左右。

LCP具有突出的耐腐蝕性能,LCP制品在濃度為90%的酸及濃度為50%的堿存在下不會受到侵蝕,對于工業溶劑、燃料油、洗滌劑及熱水,接觸后不會被溶解,也不會引起應力開裂。

LCP材料的應用:

LCP已經用于微波爐容器,可以耐高低溫。LCP還可以做印刷電路板、人造衛星電子部件、噴氣發動機零件;用于電子電氣和汽車機械零件或部件;還可以用于醫療方面。 LCP可以加入高填充劑作為集成電路封裝材料,以代替環氧樹脂作線圈骨架的封裝材料;作光纖電纜接頭護套和高強度元件;代替陶瓷作化工用分離塔中的填充材料等。 LCP還可以與聚砜、PBT、聚酰胺等塑料共混制成合金,制件成型后其機械強度高,用以代替玻璃纖維增強的聚砜等塑料,既可提高機械強度性能,又可提高使用強度及化學穩定性等。

(1)電子電氣

這一領域消費的LCP占總消費量的70%左右。就全球范圍而言,電子工業領域的生產正在由使用平板式印刷電路板向使用表面安裝元件電路板轉換。

目前電子元器件接頭市場中,大約一半以上已經轉變為表面安裝技術(SMT)裝配法。采用SMT法裝配生產電器產品,生產效率和可靠性極高,但SMT法所使用的紅外回流焊接技術需要熱撓曲溫度在230-250℃的聚合物作為基板。通用塑料和通用工程塑料均不能適應這一苛刻的條件,而LCP正可一展身手。

此外,電子元件的發展日趨微型化和小型化,要求元件的加工性和尺寸穩定性較高,LCP以其優異的尺寸穩定性和良好的熔體流動性成為這一市場的最佳應用材料。

LCP主要用于制造具有高插扎密度的電器連接器和接插件,注射成型立體印刷線路板、線圈骨架、繼電器盒和基座、電容器、電位器及開關、集成電路和晶體管的封裝材料等。LCP還被大量應用于生產微型馬達、微波爐、打印機、復印機、傳真機、視聽設備及電腦硬盤驅動器等辦公設備的零部件。

(2)汽車工業

汽車工業是LCP應用發展較快的行業,將LCP引入氟塑料臺金中,可提高耐磨損性。隨著汽車向高檔化、輕型化發展,LCP正被應用于制造汽車內各種零部件以及特殊的耐熱隔熱部件、精密部件、電子元件及車燈,替代陶瓷和部分有色金屬,以實現汽車輕量化,減少破損率,適應更苛刻的環境。

(3)醫療用品

現階段LCP已被用于外科設備、插管、刀具、消毒托盤、腹腔鏡及齒科材料,消毒托盤、替代不銹鋼及其它有機合成材料。

(4)其它應用領域

在化學工業方面,LCP用于制造特殊的精餾塔填料、閥門、泵及計量儀器零部件和機械熱密封材料等。光纖通訊方面將LCP用于通訊光纖的二纖包覆、抗拉構件、光纖連接器和耦合器。航空航天是LCP的一個新興的應用領域,主要用作雷達天線的屏蔽罩、機艙隔板、傳感器元件和攝影設備用復合材料等。LCP目前還打人了食品容器、微型機械零件(如手表的齒輪和軸承)、工業及日常生活用的繩、纜、網及體育用品(如網球拍、滑雪器材、游艇器材)等領域。

LCP材料也存在以下一些不足之處:

1)由于LCP材料取向在流向上強,而在垂直方向上弱,因此工件的表面強烈地表現出各向異性;

2)在模腔內二股物料匯聚處,由于結晶的形成是依焊線曲向,故其強度降低,因此設計模具是對此點因加以充分考慮;

薄型成型品存在脆性;

3)由于TLCP材料本身不透明,所以對其進行著色加工的可能性有限;

4)售價較昂貴,因此使用它會增加成本。

性能

類型Ⅰ

類型Ⅱ

類型Ⅲ

拉伸強度

拉伸模量

抗沖強度

加工性

根據荷載翹曲溫度的不同,可分為三類:>270℃的為I型;240~270℃的為II型;小于240℃的為III型。

從上面的表格要以看出:液晶聚合物I型的特點是,具有很高的耐熱性和拉伸強度。加工時,熔體溫度必須超過400℃。液晶聚合物II型的特點是,具有高的強度,與I型相比,它具有優異的加工性,但其耐熱性較I100度,液晶聚合物III型的特點是,具有優異的加工性,但其耐熱性大大低于I型和II型。

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收起百科↑ 最近更新:2017年08月24日

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