液晶高分子聚合物的类型、加工、应用综述

摘要

液晶高分子(LCP),简单可分为溶致LCP、热致LCP,其在一定条件下以液晶相存在,有独特的分子取向,兼容高分子、液晶特性。LCP具有高耐热、高模量、低熔融粘度、极小的热膨胀系数、低介电损耗、高机械强度等优异的力学性能、介电性能、光学性能,可广泛应用于高频高速电子通讯、生物医用、复合材料等领域。与聚乙烯、聚丙烯等通用塑性聚合物相比,LCP成型工艺还不够完善,尚有许多问题亟需解决,如填料填充、加工温度、相容性等因素如何影响挤出成型产品性能,理论模型、循环加工次数、相容性等如何影响注塑成型产品性能,拉伸比、加热参数等如何影响纤维产品力学性能。此外,LCP在具体领域应用也存在较多问题,如印制电路板(PCB)加工、表面处理等如何对通信领域的信号产生影响,加工条件、自增强纤维化能力等如何对复合材料性能产生影响,以及生物医学、光学、记忆材料、导热等领域应用的可行性如何等。大量研究结果表明,LCP含量、剪切速率、加工温度、无机填料含量等因素对LCP挤出制品的模量、电阻率、相容性等有影响,增强材料类型、熔融粘度、LCP含量等因素能明显提高LCP复合材料的力学性能。通信领域,LCP在30~110 GHz的介电损耗角正切(D_(f))小于0.0048,进一步优化LCP的PCB加工参数、表面处理,制备的天线具有宽带宽、高效连接等优异性能;生物医用领域,LCP可作为抗原检测、传感器、神经网络的有效组件;复合材料领域,引入LCP、调节加工参数,可使复合材料的力学性能大幅提升。此外,LCP在记忆、光学、导热方面也有较多应用探索。本文对LCP分类进行了介绍,对LCP的挤出工艺、注塑工艺、纺丝工艺进行了说明,对LCP在通讯、生物医用、复合材料等领域进行了综述,并展望了该材料的发展前景。