Жидкокристаллические полимеры (ЖКП) - это класс ароматических полимеров . Они очень инертны и инертны , и очень устойчивы к огню .
Твердый LCP | |
---|---|
Удельный вес | 1,38–1,95 |
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 Изоду | 21,0 до 82,5 к Дж / м 2 |
Задний план
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, высокая 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]
Характеристики
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. КУС имеет высокие оси Z. коэффициент 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
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 вилки 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 вентиляторов , 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
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.
Рекомендации
- ^ "Молекулярная структура Vectran" . Архивировано из оригинала на 2012-06-05 . Проверено 22 ноября 2012 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Шибаев, Валерий П .; Лам, Луи, ред. (1994). Жидкокристаллические и мезоморфные полимеры . Нью-Йорк: Спрингер.
- ^ Каллистер (2007): «Материаловедение и инженерия - Введение», 557-558.
- ^ Чарльз А. Харпер, изд., Справочник по современным пластмассам , ISBN 0-07-026714-6 , 2000.
- ^ Лам, Луи (1988). «Боуликовые и полярные жидкокристаллические полимеры». Мол. Cryst. Liq. Cryst . 155 , 531.
- ^ См. [2], [5].
- ^ FCI (2000): "Metral Signal Header 1 Mod, 4 Row Press-Fit", [1] , 8 (примечание 2)
- ^ Noctua . «Жидкокристаллический полимер (ЖКП) Sterrox®» . Проверено 25 апреля 2020 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Фенлон, Уэс (5 июня 2018 г.). «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
- Изыскатель
- Жидкий кристалл Bowlic от Государственного университета Сан-Хосе