液晶聚合物是具有突出高强度和高模量性能的聚合物,分为溶致型和热致型两类,其中热致型液晶聚合物(简称TLCP)又分为主链型液晶聚合物和侧链型液晶聚合物。由于TLCP具有超群的性能控制工程网版权所有,易于成型加工,所以广泛应用于航天航空、电子电气、军工等领域,年均需求增长率达15.6%,明显高于传统工程塑料和其他特种工程塑料的增长速度。
美国是TLCP的主要生产国,其产量约占世界总产量的82%,其次是日本、西欧和俄罗斯。目前世界范围内除专利技术外,一般公开杂志没有对TLCP的详细报道。
全芳香族TLCP和半芳香族TLCP生产方法略有不同,可采用二步法,也可采用三步串联反应法。近年来新出现的连续熔融缩聚法,可制取高分子量、高质量的树脂,使半芳香族TLCP树脂的生产技术取得了重大的突破。
不同的工艺路线所生
目前TLCP的发展趋势:一是千方百计扩大生产规模,采用廉价单体来生产TLCP,以逐步降低树脂的生产成本和销售价格。例如,Dartco公司、Montedison公司利用价格较低的原料生产TLCP;日本川崎制铁公司以自产的粗焦油为原料生产索系原料,进而开发出以萘系Ⅱ为基本分子结构的TLCP树脂。二是通过共聚改性,在大分子链中引人弯折结构和不对称结构,开发出综合性能更好的TLCP树脂。如xydar300、xydar400系列产品,它不但强度更高,韧性更好控制工程网版权所有,各向异性减小,而且加工温度下降了50℃以上;而后上市的xydar500、xrtar600系列产品性能更胜一筹,强度模量更高,各向异性进一步减小www.cechina.cn,销售价格进一步降低。
为了进一步提高TLCP的性能,采用增强、填充改性材料,如用玻璃纤维、碳纤维和金属晶须等增强材料和无机填料进行增强填充改性,不但可以抑制TLCP的各向异性的缺点,提高高温下的强度,还能够赋予其某些特殊功能,扩展应用领域,而且可降低成本,提高市场竞争能力。所以通过增强改性,使TLCP系列化www.cechina.cn,已成为国外各公司目前的主攻方向。另外,TLCP与热塑性塑料,尤其是与高性能、难加工的特种工程塑料进行共混改性,是当前国外 TLCP技术开发的热点。
实验证明,TLCP与工程塑料共混改性使之合金化具有如下优点:
一是能够改善难加工工程塑料的成型加工性能。
二是可提高力学性能。在通用工程塑料和特种工程塑料中添加 TLCP,可以明显改善其力学性能,如PS用30%TLCP纤维增强,其拉伸强度和弯曲强度分别可提高80%和 40%,而抗冲击强度可增加几十倍。对于PEEK/Vectra系TLCP合金,当PEEK加入量为10%~25%时www.cechina.cn,拉伸强度、抗伸模量和抗冲击强度均超过加和值,甚至超过纯TLCP自身的强度。TLCP/PTFE(50/50)合金不但可以注射成型加工各种制件,而且其弯曲模量、弯曲强度和拉伸强度分别可高达6.5CPa、100MPa和115MPa。
三是可减少热塑性塑料的线膨胀系数,进而改善其尺寸稳定性。另外,还可改善TLCP的耐磨性能,并克服TLCP的各向异性等。
为了进一步发挥TLCP高强度和高模量的突出特点,扩展其应用领域,目前国外各大公司都在积极改进成型加工技术。Celanese公司采用化学和物理发泡技术制造优质的Vectra结构泡沫。美国可丽乐公司采用低分子量TLCP熔融纺丝、拉伸取向和热处理来提高分子量的方法,开发成功了强度胜过Kerlar纤维的TLCP纤维。美国Koster-Miller公司开发成功用环状逆转滚筒铸模,均衡剪切流动和拉伸流动的方法,控制TLCP分子和原纤取向的挤出吹塑双轴拉伸制膜技术,可制得无各向异性