网站地图 | Tags | 热门标准 | 最新标准 | 订阅
您当前的位置:首页 > 技术文章2 > 标准内容页

液晶树脂发展趋势

时间: 2011-07-07 20:00 来源: 作者: 蔡永源 点击:
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,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%,明显高于传统工程和其他特种的增长速度。

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产的产品性能也不相同。国外公司为了制取性能优良的TLCP树脂,通常采用无现共聚工艺路线。日本一家公司采用二步合成法制取无现共聚物,这种树脂不但无规度高,而且耐热性能和力学性能优异。

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,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,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,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,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,可制得无各向异性的纯TLDP膜、材和高强度、高模量的TLCP高技术薄膜。另外,Plastic&Computer公司还开发成功一种计算机软件,借助这一软件可合理地进行模具设计和选择加工工艺参数。

我国中科院北京化学所、清华大学、北京大学、浙江大学和成都有机硅应用研究中心等单位,自20世纪80年代开始相继开展了TLCP的研究开发工作。目前,全国约有30多个单位在开展这一研究。除了中科院北京化学所正从事TLCP与工程塑料合金的开发工作外,其他单位大都从事基础研究工作。研究内容主要包括Xydar、Vectra、全芳香族TLCP和共混改性、纺丝等,这些项目大都属于国家自然科学基金的基础研究项目,并处于试验阶段。

成都有机硅应用研究中心已建立起小规模半连续化试验装置,目前已能提供少量试用产品。该院采用腐蚀性小的酚转换法并辅以共聚改性措施,用熔融缩聚、固相缩聚二步法合成出高分子量的产品,拥有全芳香族TLCP知识产权,并获得专利权。

随着成都有机硅应用研究中心半连续化中试装置建成和试产,今后国产TLCP将逐步进入应用开发阶段。根据我国目前原料供应状况和研究进展情况,今后应该在稳定试产两个系列TLCP树脂基础上,建立更大规模的中试装置,大力开展增强、填充、共混改性和加工、应用研究工作,实现产品系列化,完成关键原料配套生产,开发级TLCP新产品,为我国TLCP产品国产化发展开辟新的道路,进一步赶超世界TLCP树脂先进水平。(end)

相关资料

评论列表(网友评论仅供网友表达个人看法,并不表明本站同意其观点或证实其描述)
关于本站 | 联系我们 | 下载帮助 | 下载声明 | 信息反馈 | 友情链接 | 网站地图