液晶高分子材料.doc

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1、液晶高分子材料一、概述液晶LCD（LiquidCrystalDisplay）对于许多人而言已经不是一个新鲜的名词。从电视到随身听的线控，它已经应用到了许多领域。液晶现象是1888年奥地利植物学家F.Reintizer在研究胆甾醇苯甲酯时首先发现的。研究表明，液晶是介于液体和晶体之间的一种特殊的热力学稳定相态，它既具有晶体的各相异性，又有液态的流动性，液晶高分子就是具有液晶性的高分子，大多数由小分子量基元键结合而成，它是一种结晶态，既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性特征。二、分类1、主链型液晶高分子主链型高分子液晶是指介晶

2、基元处于主链中的一类高分子材料。在20世纪70年代中期以前，它们多是指天然大分子液晶材料。自从Dupont公司首次获得聚芳香酰胺的溶液型主链型高分子液晶性质的应用以来，主链型高分子液晶材料的合成、结构与性能关系和应用等都得以很大发展。按液晶形成过程，主链型高分子液晶可以分为溶液型主链高分子液晶和热熔型主链高分子液晶。（1）溶液型主链高分子液晶其研究最多的则是聚芳香酰胺类和聚芳香杂环类聚合物。酰胺为代表的一类溶液型高分子液晶而言，就必须借助于极强的溶剂，例如，通常使用质量分数大于99%的浓硫酸等。除了聚肽、聚芳香酰胺和聚芳香杂

3、环类溶液主链高分子液晶以外，纤维素及其衍生物也能形成溶液型液晶。主要用于制备超高强度、高模量的纤维和薄膜。材料的高强度、高模量来源于聚合物链在加工过程中，在一些特殊的溶剂中形成了各向异性的向列态液晶。（2）热熔型主链高分子液晶其高分子液晶材料与普通的高分子材料相比，有较大的性质差别。良好的热尺寸稳定性；透气性非常低；对有机溶剂的良好耐受性和很强的抗水解能力。基于热熔型主链液晶高分子的上述性质，它特别适用于上述各性质综合在一起的场合。在电子工业中制作高精度电路的多接点部件，另外，易流动和低曲翘也使得它能制成较复杂的精密铸件，同

4、时能抗强溶剂。除了电子工业中的应用以外，它还可用于制备化学工业中使用的阀门等。2、侧链型高分子液晶侧链型高分子液晶是指介晶基元处于聚合物侧链上的一类高分子液晶。与主链型高分子液晶相比，侧链高分子液晶的性质在较大程度上取决于介晶基元，而受聚合物主链性质的影响较小。侧链型高分子液晶比较好地将小分子液晶性质和聚合物的材料性质结为一体，是具有极大潜力的新型材料。例如，已有许多文献报道侧链型高分子液晶在光信息储存、非线性光学和色谱等领域具有应用价值。（1）溶液型侧链高分子液晶溶液型侧链高分子液晶最重要的应用在于制备各种特殊性能高分子膜

5、材料，如:LB膜、SA膜和胶囊。这种微胶囊可作为定点释放和缓释药物使用。另外，溶液型侧链高分子液晶还可用于制作非线性光学器件和显示装置。（2）热熔型侧链高分子液晶在全息照相和光学透镜等方面有十分乐观的应用前景。用侧链高分子液晶膜也可以进行可逆式全息成像。全息成像是一种记录被摄物体反射(或透射)光中全部信息(振幅、相位)的成像技术，它是通过一束参考光和物体反射出来的光叠加和干涉实现的，此液晶膜同传统的卤化银感光液相比，它能可逆式地记录图像，而且效果也更好。三、特性1、取向方向的高拉伸强度和高模量　　绝大多数商业化液晶高分子产品

6、都具有这一特性。与柔性链高分子比较，分子主链或侧链带有介晶基元的液晶高分子，最突出的特点是在外力场中容易发生分子链取向。因而即使不添加增强材料，也能达到甚至超过普通工程材料用百分之十几玻纤增强后的机械强度，表现出高强度高模量的特性。如Kevlar的比强度和比模量均达到钢的十倍。2、突出的耐热性由于液晶高分子的介晶基元大多由芳环构成，其耐热性相对比较突出。如Xydar的熔点为421℃，空气中的分解温度达到560℃，其热变形温度也可达350℃，明显高于绝大多数塑料。3、很低的热膨胀系数由于具有高的取向序，液晶高分子在其流动方向的

7、膨胀系数要比普通工程塑料低一个数量级，达到一般金属的水平，甚至出现负值。4、优异的阻燃性液晶高分子分子链由大量芳环构成，除了含有酰肼键的纤维而外，都特别难以燃烧，燃烧后产生炭化，表示聚合物耐燃烧性指标——极限氧指数(LOI)相当高。四、应用举例电子电器领域：接线板、线圈骨架、印刷电路板、集成电路封装和连接器，此外还用作磁带录象机部件、传感器护套和制动器材。汽车和机械工业领域：汽车发动机内各种零部件，特殊的耐热、隔热部件和精密机械、仪器零件。航空航天领域：LCP由于具有耐各种辐射以及脱气性极低，人造卫星的电子部件，而不会污染或

8、干扰卫星中的电子装置，还可模塑成飞机内部的各种零件。此外还有：显示及记忆材料，光纤通讯等介绍两种具体应用1大家都熟悉的聚合物液晶显示屏是利用向列型液晶在电场作用下的快速相变反应和表现出的光学特点制成的。把透明体放在透明电极之间,当施加电压时,受电场作用的液晶前体迅速发生相变,分子发生有序排