Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Твердый LCP
Удельный вес1,38–1,95
Модуль упругости (E)8530 до 17200 М Па
Предел прочности при растяжении (σ т )От 52,8 до 185 МПа
Относительное удлинение при растяжении (%)От 0,26 до 6,2
Зубчатый удар по Изоду21,0 до 82,5 к Дж / м 2

Жидкокристаллические полимеры (ЖКП) - это класс ароматических полимеров . Они очень инертны и инертны , и очень устойчивы к огню .

Фон [ править ]

Молекулярная структура кевлара
Молекулярная структура LCP Vectran [1]

Жидкостная кристалличность в полимерах может возникать либо при растворении полимера в растворителе ( лиотропные жидкокристаллические полимеры), либо при нагревании полимера выше точки перехода его стекла или плавления ( термотропные жидкокристаллические полимеры). [2] Жидкокристаллические полимеры присутствуют в расплавленной / жидкой или твердой форме. [3] В твердой форме основным примером лиотропных ЖКП является коммерческий арамид, известный как кевлар . Химическая структура этого арамида состоит из линейно замещенных ароматических колец, связанных амидными группами. Аналогичным образом несколько серий термотропных ЖКП были коммерчески произведены несколькими компаниями (например, Vectra / Celanese ).

Большое количество ЖКП, произведенных в 1980-х годах, демонстрировало порядок в фазе расплава, аналогичный тому, который демонстрируют неполимерные жидкие кристаллы . Обработка ЖКП из жидкокристаллических фаз (или мезофаз) дает волокна и инжектированные материалы, имеющие высокие механические свойства как следствие самоупрочняющих свойств, обусловленных ориентацией макромолекул в мезофазе .

Сегодня LCP могут обрабатываться в расплаве на обычном оборудовании на высоких скоростях с отличным воспроизведением деталей пресс-формы. Фактически, простота формования LCP является важным конкурентным преимуществом по сравнению с другими пластиками, поскольку она компенсирует высокую стоимость сырья. [4]

Еще предстоит использовать класс полярных и шарнирных LCP с уникальными свойствами и важными потенциальными приложениями. [5]

Свойства [ править ]

Уникальный класс частично кристаллических ароматических сложных полиэфиров на основе п-гидроксибензойной кислоты и родственных мономеров , жидкокристаллические полимеры способны образовывать области высокоупорядоченной структуры в жидкой фазе. Однако степень упорядоченности несколько меньше, чем у обычного твердого кристалла. Обычно LCP обладают высокой механической прочностью при высоких температурах, экстремальной химической стойкостью, присущей им огнестойкостью и хорошей атмосферостойкостью. Жидкокристаллические полимеры бывают самых разных форм - от спекаемых при высоких температурах до смесей, пригодных для литья под давлением . LCP можно сваривать, хотя линии, образованные сваркой, являются слабым местом получаемого продукта. LCP имеют высокую ось Zкоэффициент теплового расширения .

LCP исключительно инертны. Они устойчивы к растрескиванию под напряжением в присутствии большинства химикатов при повышенных температурах, включая ароматические или галогенированные углеводороды , сильные кислоты, основания, кетоны и другие агрессивные промышленные вещества. Гидролитическая стабильность в кипящей воде отличная. Среды, разрушающие полимеры, - это высокотемпературный пар, концентрированная серная кислота и кипящие едкие вещества.

Полярные и дуговые ЖКП представляют собой сегнетоэлектрики , время реакции которых на порядок меньше, чем в обычных ЖК, и их можно использовать для сверхбыстрых переключений. Столбчатые полимеры Bowlic имеют длинные полые трубки; с добавлением в трубку атомов металлов или переходных металлов они потенциально могут образовывать сверхпроводники со сверхвысокой Тс . [6]

Использует [ редактировать ]

Благодаря своим различным свойствам LCP могут использоваться для изготовления электрических [7] и механических деталей, пищевых контейнеров и любых других применений, требующих химической инертности и высокой прочности. LCP особенно хорош для СВЧ-электроники из-за низких относительных диэлектрических постоянных, низких коэффициентов рассеяния и коммерческой доступности ламинатов. Упаковочные микроэлектромеханические системы (MEMS) - еще одна область, которой в последнее время уделяется больше внимания LCP. Превосходные свойства LCP делают их особенно подходящими для компонентов автомобильной системы зажигания, разъемов нагревателя, патронов для ламп, компонентов системы трансмиссии, компонентов насосов, форм катушек, а также датчиков солнечного света и датчиков ремней безопасности автомобилей. LCP также хорошо подходят для компьютерных фанатов., где их высокая прочность на разрыв и жесткость обеспечивают более жесткие конструктивные допуски, более высокую производительность и меньший уровень шума, хотя и при значительно более высокой стоимости. [8] [9]

Торговые наименования [ править ]

LCP продается производителями под различными торговыми наименованиями. Это включает:

  • Зенит
  • Vectra
  • Zenite 5145L - это жидкокристаллический полимер с 45% наполнителя из стекловолокна , первоначально разработанный DuPont , который используется для изготовления деталей сложной формы, изготовленных методом литья под давлением . Типичное применение - электронная упаковка, корпус. и т.д. Температура теплового отклонения составляет 290 ° C. Относительный температурный индекс (RTI с учетом прочности, но не удара или изгиба) составляет 130 ° C. Плотность составляет около 1,76 г / см 3 . Типичная прочность на разрыв при комнатной температуре составляет 130 МПа (19 фунтов на квадратный дюйм). Температура плавления 319 ° C. Температура прогиба под нагрузкой (DTUL) составляет 275 ° C.

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Молекулярная структура Vectran" . Архивировано из оригинала на 2012-06-05 . Проверено 22 ноября 2012 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  2. ^ Шибаев, Валерий П .; Лам, Луи, ред. (1994). Жидкокристаллические и мезоморфные полимеры . Нью-Йорк: Спрингер.
  3. ^ Каллистер (2007): «Материаловедение и инженерия - Введение», 557-558.
  4. ^ Чарльз А. Харпер, изд., Справочник по современным пластмассам , ISBN 0-07-026714-6 , 2000. 
  5. ^ Лам, Луи (1988). «Боуликовые и полярные жидкие кристаллические полимеры». Мол. Cryst. Liq. Cryst . 155 , 531.
  6. ^ См. [2], [5].
  7. ^ FCI (2000): "Metral Signal Header 1 Mod, 4 Row Press-Fit", [1] , 8 (примечание 2)
  8. ^ Noctua . «Жидкокристаллический полимер (ЖКП) Sterrox®» . Проверено 25 апреля 2020 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  9. ^ Фенлон, Wes (5 июня 2018). «Noctua потратил четыре с половиной года на разработку своего самого тихого и сильного вентилятора» . PC Gamer . Проверено 25 апреля 2020 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )

Внешние ссылки [ править ]

  • Изыскатель
  • Жидкий кристалл Bowlic от Государственного университета Сан-Хосе