液晶高分子材料的现状及研究进展.doc

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1、液晶高分子材料研究进展肖桂真，纺织学院,1030011063摘要：高分子液晶是近年來迅速兴起的一类新型高分子材料,它具有高强度、高模量、耐高温、低膨胀率、低收缩率、耐化学腐蚀的特点。木文综述了液晶高分子材料的发展历史，结构及性能，详细介绍了液晶高分子材料的种类以及在各个领域的应用，和液晶高分子材料的潜在发展前景。关键词：功能高分子材料；液晶高分子材料；研究；应用0前言功能高分了材料是高分了学科屮的一个重要分支，它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术，它的重要性在于所包含的每一类高分了都具有特殊的功能。功能高分了材料Z所以具有特定的功能，在合成或

2、天然高分了原有力学性能的基础上，再赋予传统使用性能以外的各种特定功能(如化学活性、光敏性、导电性、催化活性、生物相容性、药理性能、选择分类性能等)而制得的一类高分了。一般在功能高分了的主链或侧链上具有显示某种功能的基团，其功能性的显示往往十分复杂，不仅决定于高分子链的化学结构、结构单元的序列分布、分子量及其分布、支化、立体结构等一级结构，还决定于高分了链的构象、高分了链在聚集时的高级结构等，后考对生物活性功能的显示更为重要。高分了液晶材料是近年来研究较多的一种功能高分了材料，它是介于液体和晶体之间的一种屮介态，具有独特的结构与性能。1高分子液晶的发展1.1液晶的发现液晶是介于液体和晶体Z间

3、的一种特殊的热力学稳定相态，它既具有晶体的各相界性,又有液态的流动性，液晶高分了就是具有液晶性的高分了，大多数由小分了量基元键合而成,它是一种结晶态，既具有液体的流动性乂具有晶体的各向异性特征。液晶的发现可以追溯到1888年，奥地利植物学家F.Reinitzer发现，把胆密醉苯酸脂(ChOl.esterylBenzoate,C6H5C02C27H45.简称CB)晶体加热到145.5°C会熔融成为混浊的液体，145.5°C就是该物质的熔点，继续加热到17&5°C,混浊的液体会突然变成清亮的液体，而且这种市混浊到清亮的过程是可逆的。O.Lehnmnn经过系统地研究指出，在一定的温度范囤内，有些

4、物质的机械性能与各向同性液体相似;但是它们的光学性质却和晶体相似,是各向异性的。因此,这些介于液体和晶体Z间的相被称为液晶相。1.2液晶高分子的发展1937年Bawden和Pirie在研究烟草花叶病病毒时，发现其悬浮液具有液晶的特性，这是人们第一次发现生物高分了的液晶特性。其后195()年，Elliott与Ambrose第一次合成了高分了液晶，溶致型液晶的研究工作至此展开。50年代到70年代，美国Duponnt公司投入大量人力才力进行高分子液晶发面的研究，取得了极大成就：1959年推出芳香酰胺液晶，但分了量较低；1963年，用低温溶液缩聚法合成全芳香聚酰胺，并制成阻燃纤维Nomex；197

5、2年研制出强度优于玻璃纤维的超高强、高模量的Kevku•纤维，并付注实用；此后，高分了液晶的研究则从溶致型转向为热致型，在这一方面Jackson等作出了较大贡献，他们合成了对苯二甲酸已二醉酯与对耗基苯甲酸的共聚物，可注册成型，这是一种模量极高的白增强液晶材料。从应用领域分析，液晶高分子材料在电子电气行业屮需求量最大且发展迅速，1998年可达3600吨,平均年增长23.1%；其次是通讯业，需求量约1540吨，增长21.1%；工业界及运输业总需求量不到1700吨，平均年增长率约为11%,主要用于接插件、开关、继电器、模報印刷电路板、光缆结构件、复合材料、机械手、泵/阀门组件、功能件等，极大地推

6、动了液晶高分了技术及其它高新技术的发展。2液晶高分子结构分类和特性2.1液晶高分子分类液晶高分子分类方法有三种。从液晶基元在分子屮所处的位置可分为主链型和侧链型两类。从应川的角度可分为热致型和溶致熨两类，这两种分类方法是相互交叉的，即主链型液晶高分了同样具有热致型和溶致型，而热致型液晶高分了又同样存在主链型和侧链型。从液晶高分了在空间排列的有序性不同，液晶高分乂有近晶型、向列型、胆缶型三种不同的结构类型。2.1.1近晶型结构近晶型结构是所有液晶中具有最接近结晶结构的一类。这类液晶屮，棒状分子依靠所含官能团提供的垂盲于分了的长轴方向的强有力的相互作川，互相平行排列成层状结构，分了的长轴垂肓于

7、层片平面。在层内，分了排列保持着大量二维間体有序性，但是这些层片又不是严格刚性的，分了可以在木层内活动，但不能来往于务层Z间，结果这类柔性的二维分了薄片Z间可以相互滑动，而垂育于层片方向的流动则要困难。因此，近晶型液晶一般在各个方向都是非常粘滞的。2.1.2向列型结构此类液晶有相当大的流动性。因为这类液晶，棒状分了之间只是互相平行排列。但是他们的重心扌非列则是无序的，在外力作用下发生流动，很容易沿流动发祥取向，并且互相穿