LCP产品概括
液晶聚合物是指在液态时大分子链的基础部分仍能够相互呈有序排列,在溶液中保持这种有序排列的叫溶致性液晶聚合物(LCP)。
能够呈有序排列的部分处于侧链上叫侧链型液晶聚合物,在主链上叫链型液晶聚合物,用作结构材料的液晶聚合物都是主链型液晶聚合物,可以有序排列的链段都呈刚性棒状,由芳环或杂环构成。因此形成的有序结构就分子链的方向相同,形成纤维状,对聚合物材料起增强作用。
由于这种起增强作用的材料与聚合物本件是同一种材料,所以液晶聚合物也称为“自增强聚合物”这种聚合物的特点是在熔点以上具有很低的熔副融粘度,因此可以用复杂和薄壁零件的加工,冷到结晶温度以下,在仍然处于可流动的聚合物件中形成结晶,并在给塑时使结晶体按熔体流动方向排列,起到了增强作用。同时也由于通过晶体的物理交联使聚合物具有高强度高的使用温度。然而也由于存在高的结晶度,纯树脂的制品在机械性能上存在明显的各向异性。因此很少以纯树脂形态加工成零件,通常都加入大量的无机填料或用玻璃纤维,碳纤维来增强,以得到各牌号性能材料。
LCP产品结构
热致性液晶聚合物大分子的主链是由对位取代的芳环、联苯或萘环等芳香环与极性的酯基交互连接构成线型全芳香族(或非全芳香族)共聚酯聚合物,因此共热稳定性很高。热致性液晶结构含有联苯时,如LCP的耐热性接近均苯聚酰亚胺;在主链上含有亚甲基链时耐热性取低,不含联苯的LCP耐热性居前两者之间。
LCP产品性能
液晶树脂的外观一般为米黄色,也有呈白色的不透明的固体粉末。密度为1.4~1.8Kg/m3 。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的热变形温度为210~315℃,是目前热塑性塑料中热变形温度最高者之一。
液晶塑料热稳定性高。LCP在空气中于560℃分解。可在265~275℃焊锡中浸渍3分钟无变化。
液晶塑料的耐候性、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。阻燃等级达到UL94V-0级水平。LCP是防火安全性最好的特种工程塑料之一。
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。作为电器应用制作,在连续使用温度200~270℃时,其电性能不受影响。
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注塑成型工艺
LCP的成型温度高,因其品种不同,熔融温度在300~400℃范围内。LCP熔体粘度低流动性能好,与烯烃类塑料近似。LCP具有极小的线膨胀系数,尺寸稳定性好。成型加工条件见表。
成型温度 | 330~380 |
模型温度 | 100~150 |
成型压力 | 20~100 |
干燥条件 | 130~140/4小时 |
LCP产品应用
LCP已经用于微波炉灶容器,这种炉灶要耐高低温,LCP完全可以达到要求,另外LCP还可以做印刷电路板、人造卫星电子部件、喷气发动机零件或部件、连接器、接插件、办公用品、家用电器等。特殊品种LCP也有用于医疗方面。
开发LCP塑料的新应用方面:可以加入高填充的液晶塑料作集成电路封装材料,以代替环氧树脂作线圈骨架的封装材料;作光纤电缆接头炉套和高强度元件;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,用以替代玻璃纤维增强的聚砜等塑料,既或提高机械性能,又可提高使用强度及化学稳定性等。目前正在研究将LCP用于宇航器外部的面板、汽车外装的制动系统等。