高分子液晶（LCP）的两个分类以及用途举例

大家都知道，显示熔融液晶性的聚合物都称为 LCP。

根据液晶态的形成条件，它可以被分为五类：溶致液晶（LLCP）、热致液晶（TLCP）、兼具溶致和热致液晶、压致液晶和流致液晶。也有些人将它分为三类：溶致、热致和压致。

咳，这不是重点，重点是今天我们主要想聊一聊溶致性液晶聚合物（LLCP）和热致性液晶聚合物（TLCP）。

溶致性液晶聚合物即芳香族聚酰胺，国内统称为芳纶，分为耐热芳纶和高强度高模量芳纶。

耐热芳纶以杜邦公司的聚间苯二胺（PMTA）Nomex为代表。高强度高模量芳纶以杜邦公司的Kevlar为代表，主要有聚对苯甲酰胺(PBA，又称为芳纶Ⅰ)和聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA，又称为芳纶Ⅱ））。

图 芳纶纤维

这类高分子液晶加工方法为使用强极性的复合溶剂，并施以一定的温度使其溶解，然后通过特殊的液晶液晶纺丝技术加工成为力学性能优异的纤维和薄膜材料。

杜邦公司的 Kevlar 产品即为此种加工方式，比如芳纶Ⅱ的溶剂是浓硫酸。

图 芳纶套管

LLCP其实不单单指芳纶，它还有杂环高聚物、聚烯烃嵌段高聚物和聚异腈等等，但最常见的是芳纶。

芳纶的耐热性和强度都可以很高，这是因为它熔融时在剪切应力作用下，分子链很容易发生取向，其机械强度会依据不同成型条件（注射压力、温度等）发生很大变化。

所以芳纶可以被应用于消防安全织带、耐磨耐高温纤维、煤矿作业绳、盘根、防火阻燃套管等。

图 芳纶盘根

为了改善这种刚性大分子链高聚物的难熔难溶性，科学家们在刚性 的大分子链中引入适当比例的柔性链段或刚性弯折链段，使其链刚性得以适当降低，从而易于加热熔融，这就出现了热致性液晶聚合物(TLCP)。

这类高分子液晶可以在传统的熔融加工设备上加工成型，不仅可以获得力学性能优异的纤维和薄膜制品，而且还可以获得片、材、棒及各种特殊形状的塑料成型制品。

图 增强级LCP

TLCP根据热变形温度（HDT）分为3种：Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。

Ⅰ型的HDT在320℃左右，代表有美国Amoco公司的Xydar（HDT高达355℃）和日本住友公司的Ekonol（HDT高达311℃）；Ⅱ型的HDT在220℃以上，代表有德国Hoechst-Celanese公司的Vectra（HDT为240℃）和美国Amoco公司的XydarⅡ；Ⅲ型的HDT低于120℃，代表有美国Eastman Kodak公司的X7G和日本Unitika的LCP-2000。

其中Ⅰ型和Ⅱ型是开发主流，Ⅱ型更是当今LCP公司倾注全力开发的产品，因为其作为主要用途的SMT（超小型电子管）对应电子元件所需之耐热性和薄壁成型性等加工性能均衡。

TLCP多用于电子工业领域，近年来，人们对环境问题的关注加倍，在印刷电路板上安置连接器时使用得焊锡向无铅化方向发展，表面涂装时的温度超过了260℃，PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）和PPS（聚癸二酸亚丙基酯）已不能满足性能要求。

于是具有高耐热性、对无铅SMT有抗耐性的LCP被人们逐渐认识。

图 FPC

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