《液晶高分子》PPT课件

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1、液晶高分子组员液晶高分子的定义液晶是一些化合物所具有的介于固态晶体的三维有序和无规液态之间的一种中间相态,又称介晶相是一种取向有序流体,既具有液体的易流动性,又有晶体的双折射等各向异性的特征。液晶高分子则是在一定条件下能以液晶形态存在的高分子。液晶高分子的发展史LCP的发现与发明时期人们发现最早和研究较多的是天然或生物高分子液晶对合成LCP的研究可能始于1960年，最引人注目的是的合成LCP是芳香族聚酰胺，特别是它的液晶纺丝技术的发明及高性能纤维的问世，大大刺激了LCP的发展及工业化。LCP的飞速发展时期高性能的热致LCP的大量涌现与广泛研究是七十年代LCP飞速

2、发展的标志，在此LCP飞速发展的时期，人们进一步丰富和发展了LCP的内容，奠定了LCP的理论与工业化基础，致使近年来的LCP研究与开发更加蒸蒸日上。LCP的工业化与深入研究时期80年代以来，LCP进入蓬勃发展时期。1972年，DuPont公司实现了Kevlar工业化生产1981年，Carbide公司实现了液晶沥青碳纤维的工业化生产1984年，Dartco公司投产量热Xydar自增强塑料1985年，Celanese公司推出了易加工的Vectra系列产品1986年，Eastman和住友化学公司等相继开发了低成本的X7G和EkonolLCPLCP在复合材料、功能材料和

3、电光材料的开发，疾病诊断与治疗及生命科学的研究方面也取得了重大进展。LCP材料的工业化与广泛应用正在引起传统材料工业的革命。液晶高分子的分类1.按液晶的形成条件，可分为溶致性液晶、热致性液晶、压致型液晶、流致型液晶等等。2.按致晶单元与高分子的连接方式，可分为主链型液晶和侧链型液晶。主链型液晶和侧链型液晶中根据致晶单元的连接方式不同又有许多种类型。3.按形成高分子液晶的单体结构，可分为两亲型和非两亲型两类。两亲型单体是指兼具亲水和亲油（亲有机溶剂）作用的分子。非两亲型单体则是一些几何形状不对称的刚性或半刚性的棒状或盘状分子。4.按分子排列的形式和有序性分：近晶型

4、、向列型、胆甾型。液晶高分子的结构致晶单元+高分子链主链型液晶大多数为高强度、高模量材料侧链型液晶大多数为功能性材料液晶高分子的制备方法主链高分子液晶的问题熔融温度过高，溶解性较解决方法(分子设计)（1）共聚（降低分子间作用力；降低规整度）（2）在聚合物刚性连中引入柔性段（3）聚合单体之间进行非线性连接基本思路：利用共聚的方法降低熔融温度或增加溶解性（1）共聚（2）在聚合物刚性连中引入柔性段原理：增加分子链的热运动能力从而降低聚合物的熔点A、采用多环芳烃替代苯以增大单体的横向尺寸B、在苯环的侧面引入大取代基（3）聚合单体之间进行非线性连接原理：降低聚合物规整度，

5、减小分子间力下面以主链型溶致性高分子液晶的合成为例主链型溶致性高分子液晶的合成主链型溶致性高分子液晶主要有以下几类：（1）芳香族聚酰胺（2）聚酰胺酰阱（3）聚苯并噻唑（4）纤维素类主链型溶致性高分子液晶主要应用在高强度、高模量纤维和薄膜的制备方面（1）芳香族聚酰胺这类高分子液晶是最早开发成功并付诸于应用的一类高分子液晶材料，有较多品种，其中最重要的是聚对苯酰胺（PBA）和聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）。对氨基苯甲酸在磷酸三苯酯和吡啶催化下的直接缩聚。其中，二甲基乙酰胺（DMA）为溶剂，LiCl增溶剂。这条路线合成的产品不能直接用于纺丝，必须经过沉淀、分离、洗

6、涤、干燥后，再用甲酰胺配成纺丝液。PBA属于向列型液晶。用它纺成的纤维称为B纤维，具有很高的强度，可用作轮胎帘子线等。2）聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）的合成。PPTA是以六甲基磷酰胺（HTP）和N——甲基吡咯烷酮(NMP)混合液为溶剂，对苯二甲酰氯和对苯二胺为单体进行低温溶液缩聚而成。（2）芳香族聚酰胺酰肼芳香族聚酰胺酰肼是由美国孟山(Monsanto)公司于上一世纪70年代初开发成功的。典型代表PABH(对氨基苯甲酰肼与对苯二甲酰氯的缩聚物)，可用于制备高强度高模量的纤维。（3）聚苯并噻唑类和聚苯并噁唑类这是一类杂环高分子液晶，分子结构为杂环连接的刚性链，

7、具有特别高的模量。代表物如聚双苯并噻唑苯（PBT）和聚苯并噁唑苯（PBO），用它们制成的纤维，模量高达760～2650MPa。（4）纤维素液晶纤维素液晶均属胆甾型液晶。当纤维素中葡萄糖单元上的羟基被羟丙基取代后，呈现出很大的刚性。羟丙基纤维素溶液当达到一定浓度时，就显示出液晶性。羟丙基纤维素是用环氧丙烷以碱作催化剂对纤维素醚化而成。其结构如图所示：高分子液晶的应用领域液晶高分子由于其区别于其他高分子材料的流变性能、各向异性以及良好的热稳定性、优异的介电、光学和机械性能，以及它的抗化学试剂能力、低燃烧性和极好的尺寸稳定性，在诸多领域日益受到重视，获得了越来越广泛的

8、应用。1.液晶显示器液晶