液晶聚合物该如何发展

液晶聚合物(liquid crystal polymer,LCP)是一种介于晶体和液体之间的中间相态聚合物,分子排列具有一维或者二维的有序性。作为工程塑料使用的LCP,与其他有机高分子材料相比,表现出独特的分子结构和耐热性能,具有良好的各向异性。LCP具有耐高温、耐辐射、耐化学药品腐蚀、线膨胀系数小、高强度、高刚性、电绝缘性等特点,这些性能使得LCP能够作为工程塑料,广泛应用于电子电器、航空航天、光纤通讯、汽车工业、机械制造和化学工业等领域。

LCP的分类

热致性LCP的典型代表是聚酯LCP。聚酯LCP按照负载热变形温度可分为3类:(1)Ⅰ型。负载热变形温度>300℃,通过刚性单体共聚或者在刚性单体中导入一部分扭接成分实现,典型代表产品是Xydar,由对羟基苯甲酸、4,4'-二羟基联二苯、苯二酸组成。(2)Ⅱ型。负载热变形温度在240~270℃,最主要的特点是在结构中引入萘环,典型代表产品是Vectra,由对羟基苯甲酸、2-二羟基-6-萘甲酸组成。(3)Ⅲ型。负载热变形温度<240℃,在结构中大量使用了脂肪族链,典型代表产品是Rodrum,由对羟基苯甲酸和聚对苯二甲酸乙二醇组成。

发展与展望

随着社会的发展, 对高分子材料的要求越来越高。液晶聚合物作为一类全新的高分子材料, 从被人们关注到现在也不过才30多年的时间, 但是其发展速度却是有目共睹的。其在光电材料、薄膜材料、生物医用材料、电子电气以及航空航天等领域具有非常广阔的应用前景。随着化学合成方法、化学修饰技术以及物理改性技术的不断进步, 新型液晶聚合物的种类将会不断增加, 其应用范围将不断拓展和更新。预计液晶聚合物的研究重点今后将主要集中在以下几方面:

(1) 探索合成液晶聚合物的新途径、新方法, 以期获得性能更加优异的新型多功能液晶材料; 

(2) 合成结构明确的液晶嵌段聚合物, 制备高性能液晶结构材料; 

(3) 通过液晶聚合物的分子设计, 制备在流动和垂直两个方向性能均优的高性能液晶阻隔薄膜; 

(4)开发用于人体组织的医用高分子液晶材料。众所周知, 人体组织的生物膜、核糖核酸及肌肉蛋白质均以液晶态存在, 人的大脑含有30%的高分子液晶, 故医用液晶高分子材料的研究意义重大。此外, 由于液晶聚合物分子结构的可设计性及其对外部信号的快速响应性, 其与纳米技术的有机结合, 必将催生出新的性能更加优异的液晶材料。

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