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液晶高分子7.1.1液晶高分子的基础知识物质的状态:基本三态:晶态液态气态其他状态等离子态(plasmas)非晶固态(amorphoussolids)超导态(superconductors)中子态(neutronstate)液晶态(liquidcrystals)------7.1概述物质在自然界中通常以固态、液态和气态形式存在,即常说的三相态。在外界条件发生变化时(如压力或温度发生变化),物质可以在三种相态之间进行转换,即发生所谓的相变。大多数物质发生相变时直接从一种相态转变为另一种相态,中间没有过渡态生成。例如冰受热后从有序的固态晶体直接转变成分子呈无序状态的液态。

定义:某些物质的结晶受热熔融或被溶剂溶解之后,虽然失去固态物质的刚性,而获得液态物质的流动性,却仍然保存着晶态物质分子的有序排列,在物理性质上呈现各向异性,形成一种兼有晶体和液体部分性质的过渡状态,这种中间状态称为液晶态,处在这种状态下的物质称为液晶。其主要特征是其聚集状态在一定程度上既类似于晶体,分子呈有序排列;又类似于液体,有一定的流动性。液晶态

形成液晶的物质通常具有刚性的分子结构。导致液晶形成的刚性结构部分称为致晶单元。分子的长度和宽度的比例R>>l,呈棒状或近似棒状的构象,棒状分子有大的长径比(L/D),一般L/D都大于4;同时,还须具有在液态下维持分子的某种有序排列所必需的凝聚力。这种凝聚力通常是与结构中的强极性基团、高度可极化基团、氢键等相联系的。液晶基元大多数液晶是长棒状或长条状其基本结构一般为还有一种液晶是双亲性分子的溶液。其一端是亲水的极性头,另一段是疏水的非极性链即此类分子由三部分构成:分子中心有一个刚性核-X-,化学结构包括亚氨基(-C=N-)、反式偶氮基(-N=N-)、氧化偶氮(-NO=N-)、酯基(-COO-)和反式乙烯基(-C=C-)等;核两侧由两个或多个芳香环组成的,最常见的是苯环,有时为杂环或脂环;分子的尾端含有较柔顺的极性或可极化的基团,例如酯基、氰基、硝基、氨基、卤素等,分子的中间部分,也常称为液晶基元。除刚棒状分子外,近来发现,盘状或碟状分子也可能呈液晶态,如苯-六正烷基羟酸酯:这些“碟子”状的分子一个个重叠起来形成圆柱状的分子聚集体,组成一类称之为柱状相的新的液晶相。根据液晶分子的形态和有序性的不同,液晶有三种结构类型:近晶相、向列相和胆甾相。(见图7—2)。

近晶相向列相胆甾相图7—2液晶结构示意图有序性和液晶结构(1)近晶型液晶(smecticliquidcrystals,S)

近晶型液晶是所有液晶中最接近结晶结构的一类,因此得名。在这类液晶中,棒状分子互相平行排列成层状结构。分子的长轴垂直于层状结构平面。层内分子排列具有二维有序性。但这些层状结构并不是严格刚性的,分子可在本层内运动,但不能来往于各层之间。因此,层状结构之间可以相互滑移,而垂直于层片方向的流动却很困难。

这种结构决定了近晶型液晶的粘度具有各向异性。但在通常情况下,层片的取向是无规的,因此,宏观上表现为在各个方向上都非常粘滞。

根据晶型的细微差别,近晶型液晶还可以再分成17种亚相。按发现年代的先后依次计为SA、SB、……SQ。近晶型液晶结构上的差别对于非线性光学特性有一定影响。(2)向列型液晶nematicliquidcrystals,N)

在向列型液晶中,棒状分子只维持一维有序。它们互相平行排列,但重心排列则是无序的。在外力作用下,棒状分子容易沿流动方向取向,并可在取向方向互相穿越。因此,向列型液晶的宏观粘度一般都比较小,是三种结构类型的液晶中流动性最好的一种。(3)胆甾型液晶(Cholestericliquidcrystals,Ch)

在属于胆甾型液晶的物质中,有许多是胆甾醇的衍生物,因此得名。但实际上,许多胆甾型液晶的分子结构与胆甾醇结构毫无关系。但它们都有导致相同光学性能和其他特性的共同结构。在这类液晶中,分子是长而扁平的。它们依靠端基的作用,平行排列成层状结构,长轴与层片平面平行。

层内分子排列与向列型类似,而相邻两层间,分子长轴的取向依次规则地扭转一定的角度,层层累加而形成螺旋结构。分子长轴方向在扭转了360°以后回到原来的方向。两个取向相同的分子层之间的距离称为螺距,是表征胆甾型液晶的重要参数。由于扭转分子层的作用,照射在其上的光将发生偏振旋转,使得胆甾型液晶通常具有彩虹般的漂亮颜色,并有极高的旋光能力。

构成上面三种液晶的分子其刚性部分均呈长棒型。现在发现,除了长棒型结构的液晶分子外,还有一类液晶是由刚性部分呈盘型的分子形成。在形成的液晶中多个盘型结构叠在一起,形成柱状结构。这些柱状结构再进行一定有序排列形成类似于近晶型液晶。这一类液晶通常记为D。

这类盘状液晶根据其结构上的细微不同又可分为4类,其中Dhd型液晶表示层平面内柱与柱之间呈六边形排列,分子的刚性部分在柱内排列无序;而Dho型液晶分子的刚性部分在柱内的排列是有序的。Drd型液晶分子在层平面内柱与柱之间呈正交型排列。Dt型液晶所形成的柱结构不与层平面垂直,而是倾斜成一定角度。盘状分子形成的柱状结构如果仅构成一维有序排列,也可以形成向列型液晶,通常用Nd来表示。液晶的基本概念1.指向矢:经常引用矢量来描述液晶分子的排列状态,在一定的温度范围内(或一定的浓度范围内),液晶分子趋向于沿分子长轴方向平行排列(择优取向),这个方向被称为指向矢。@

2.有序参数S:液晶态的有序性可采用有序参数S定量描述。有序参数S表示了取向有序的程度。分子完全取向排列时S=1,分子完全无规取向排列S=0。液晶的基本概念@7.1.2液晶高分子的分子结构刚性部分多由芳香和脂肪型环状构成;柔性部分多由可以自由旋转的σ键连接起来的饱和链构成;刚性结构部分或位于聚合物骨架上或位于高分子骨架的侧链上。常见的液晶高分子:①芳香族聚酰胺;②芳香族聚酯;③芳香族聚酰肼;④芳香族聚丙烯酸酯;⑤芳香族聚碳酸酯;⑥芳香族聚酰胺-酰肼;⑦聚砜;⑧聚硅氧烷。

与小分子液晶相比,高分子液晶具有下列特殊性:①热稳定性大幅度提高;②热致性高分子液晶有较大的相区间温度;③粘度大,流动行为与—般溶液显著不同。从结构上分析,除了致晶单元、取代基、末端基的影响外,高分子链的性质、连接基团的性质均对高分子液晶的相行为产生影响。7.1.3液晶高分子的分类与命名根据液晶的生成条件分类

按液晶的形成条件,与小分子液晶一样,可分为溶致液晶、热致液晶、兼具溶致与热致液晶、压致液晶、流致液晶等等。溶致液晶(lyotropic):由溶剂破坏固态结晶晶格而形成的液晶,或聚合物达到一定的浓度时,形成的有序排列、产生各向异性形成的液晶。热致液晶(thermotropic):由加热破坏固态结晶晶格、但保留一定取向有序性而形成的液晶。兼具溶致与热致液晶(lyotropic):既能在溶剂作用下形成的液晶相,又能在无溶剂存在下仅在一定的温度范围内显示液晶相的聚合物。纤维素衍生物压致液晶:压力升高到某一值后才能形成液晶相的聚合物。流致液晶:流动场作用于聚合物溶液所形成的液晶。前述棒状分子和盘状分子多是热致液晶;双亲分子多属溶致液晶。热致液晶高分子的实例有液晶性聚芳酯和液晶基元取代的聚硅氧烷等;根据液晶基元所处的位置分类按液晶基元与高分子的连接方式,可分为主链型液晶高分子、侧链型液晶高分子和复合型液晶高分子。液晶类型结构形式名称主链型纵向性垂直型星型盘型混合型侧链型梳型多重梳型盘梳型腰接型复合型结合型网型热致液晶高分子液晶高分子是具有液晶性的高分子,大多数由小分子量基元键合而成。其基元可以是棒状,也可以是盘状的

上面一行是主链聚合物下面一行是侧链聚合物由各项异性单元能够形成的聚合物的类型溶致液晶溶致液晶形成条件:1溶液中的刚性分子

2必须能够溶于溶液非常强的溶剂去溶解足够多的物质合成和天然的大分子可在许多溶液中形成液晶相矛盾溶致液晶例:聚酰胺(polyamide)7.2液晶高分子的合成和性质7.2.1液晶高分子的合成加聚:缩聚:大分子反应:(1)芳香族聚酰胺

这类高分子液晶是最早开发成功并付诸于应用的一类高分子液晶材料,有较多品种,其中最重要的是聚对苯酰胺(PBA)和聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)。

1)聚对苯酰胺的合成

PBA的合成有两条路线:一条是从对氨基苯甲酸出发,经过酰氯化和成盐反应,然后缩聚反应形成PBA,聚合以甲酰胺为溶剂。缩聚反应用这种方法制得的PBA溶液可直接用于纺丝。另一条路线是对氨基苯甲酸在磷酸三苯酯和吡啶催化下的直接缩聚。

其中,二甲基乙酰胺(DMA)为溶剂,LiCl为增溶剂。这条路线合成的产品不能直接用于纺丝,必须经过沉淀、分离、洗涤、干燥后,再用甲酰胺配成纺丝液。

PBA属于向列型液晶。用它纺成的纤维称为B纤维,具有很高的强度,可用作轮胎帘子线等。

2)聚对苯二甲酰对苯二胺的合成

PPTA是以六甲基磷酰胺(HTP)和N—甲基吡咯烷酮(NMP)混合液为溶剂,对苯二甲酰氯和对苯二胺为单体进行低温溶液缩聚而成的。

PPTA具有刚性很强的直链结构,分子间又有很强的氢健,因此只能溶于浓硫酸中。用它纺成的纤维称为Kevlar纤维,比强度优于玻璃纤维。在我国,PBA纤维和PPTA纤维分别称为芳纶14和芳纶1414。(2)芳香族聚酰胺酰肼

芳香族聚酰胺酰肼是由美国孟山(Monsanto)公司于上一世纪70年代初开发成功的。典型代表如PABH(对氨基苯甲酰肼与对苯二甲酰氯的缩聚物),可用于制备高强度高模量的纤维。

PABH的分子链中的N—N键易于内旋转,因此,分子链的柔性大于PPTA。它在溶液中并不呈现液晶性,但在高剪切速率下(如高速纺丝)则转变为液晶态,因此应属于流致性高分子液晶。(3)聚苯并噻唑类和聚苯并噁唑类

这是一类杂环高分子液晶,分子结构为杂环连接的刚性链,具有特别高的模量。代表物如聚双苯并噻唑苯(PBT)和聚苯并噁唑苯(PBO),用它们制成的纤维,模量高达760~2650MPa。顺式或反式的PBT可通过以下方法合成。反应的第一步是对苯二胺与硫氰氨反应生成对二硫脲基苯,在冰醋酸和溴存在下反应生成苯并杂环衍生物,并经碱性开环和中和反应得到2,5—二巯基—1,4—苯二胺。然后以2,5—二巯基—1,4—苯二胺和对苯二甲酸为反应单体,缩聚得到PBT。顺、反式的聚双苯并噁唑苯(PBO)的结构与PBT十分相似,尽是分子中的硫原子替换成了氧原子。PBO可以采用对苯二酚二乙酯为原料通过上述类似的方法制备。最近开发出一条更经济的制备顺式PBO的方法,它以1,2,3—三氯苯为原料,经过硝化、碱性水解、氢化和缩聚反应等步骤完成的。(4)侧链型液晶高分子的缩聚反应

这类合成方法的通式如下:例如,将连接有致晶单元的氨基酸通过自缩合即可得到侧链型高分子液晶。

例如,将致晶单元通过有机合成方法连接在甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯类单体上,然后通过自由基聚合得到致晶单元连接在碳—碳主链上的侧链型高分子液晶。加聚反应

例如将含致晶单元的乙烯基单体与主链硅原子上含氢的有机硅聚合物进行接枝反应,可得到主链为有机硅聚合物的侧链型高分子液晶。高分子化学反应法纤维素液晶

纤维素液晶均属胆甾型液晶。当纤维素中葡萄糖单元上的羟基被羟丙基取代后,呈现出很大的刚性。羟丙基纤维素溶液当达到一定浓度时,就显示出液晶性。羟丙基纤维素用环氧丙烷以碱作催化剂对纤维素醚化而成。纤维素液晶至今尚未达到实用的阶段。然而,由于胆甾型液晶形成的薄膜具有优异的力学性能、很强的旋光性和温度敏感性,可望用于制备精密温度计和显示材料。因此,这类液晶深受人们重视。7.2.2液晶高分子的性质与小分子液晶相同的光学性质:①光学双折射性;②旋光效应与小分子液晶和普通高分子材料不同的特殊性能:①分子链易取向,在取向方向表现高拉伸强度和高模量;②突出的耐热性;③很低的热膨胀系数;④良好的阻燃性;⑤优异的电性能;⑥非线性光学效应;⑦高抗冲性、高抗弯模量、高抗蠕变性,突出的耐化学腐蚀性。影响高分子液晶形态与性能的因素包括外在因素和内在因素两部分。内在因素为分子结构、分子组成和分子间力。外部因素则主要包括环境温度、溶剂等。高分子液晶分子中必须含有具有刚性的液晶基元。刚性结构不仅有利于在固相中形成结晶,而且在转变成液相时也有利于保持晶体的有序度。分子中刚性部分的规整性越好,越容易使其排列整齐,使得分子间力增大,也更容易生成稳定的液晶相。分子结构中的中心桥键也直接影响液晶的化学稳定性和热稳定性。含有双键、三键的二苯乙烯、二苯乙炔类的液晶的化学稳定性较差,会在紫外光作用下因聚合或裂解失去液晶的特性。在高分子链上或者致晶单元上带有不同结构和性质的基团,都会对高分子液晶的偶极矩、电、光、磁等性质产生影响。对热致性高分子液晶来说,最重要的影响因素是温度。足够高的温度能够给高分子提供足够的热动能,是使相转变过程发生的必要条件。因此,控制温度是形成高分子液晶和确定晶相结构的主要手段。对于溶致性液晶,溶剂与高分子液晶分子之间的作用起非常重要的作用。溶剂的结构和极性决定了与液晶分子间的亲和力的大小,进而影响液晶分子在溶液中的构象,能直接影响液晶的形态和稳定性。控制高分子液晶溶液的浓度是控制溶液型高分子液晶相结构的主要手段。7.3.1溶致性高分子液晶

主链型溶致性高分子液晶的结构特征是液晶基元位于高分子骨架的主链上。主链型溶致性高分子液晶分子一般并不具有两亲结构,在溶液中也不形成胶束结构。这类液晶在溶液中形成液晶态是由于刚性高分子主链相互作用,进行紧密有序堆积的结果。主链型溶致性高分子液晶主要应用在高强度、高模量纤维和薄膜的制备方面。7.3主链型液晶高分子

形成溶致性高分子液晶的分子结构必须符合两个条件:①具有一定尺寸的刚性棒状结构;②在适当的溶剂中具有超过临界浓度的溶解度。

然而,这两个条件往往是对立的。刚性越好的分子,溶解性往往越差。这是溶致性高分子液晶研究和开发的困难所在。最先发现的溶致主链型液晶高分子是天然存在的聚(L-谷氨酸-γ-苄酯),而最先受到普遍关注的合成溶致主链液晶高分子是聚对苯甲酸胺(PBA)和聚对苯二甲酸对苯二胺(PPTA)。在合成的溶致液晶高分子中,最重要的类型是芳香族聚酰胺。溶剂可以是强质子酸,也可以是酰胺类溶剂,一般常需加2%~5%的LiCl或CaCl2以增加聚合物的溶解性。高分子液晶的性质高分子液晶的结构决定了它的性质和低分子液晶相似。a.有一定的Tc(清晰点或清亮点)在Tm~Tc的区间为液晶态。b.

各向异性:介电、导电、光学(如双折射)、磁学各向异性

c.粘度

对高分子液晶来说,它的粘度特性是特别有意义的,因为它的粘度特性决定了它具有独特的流动性,正因为这种流动性质使液晶高分子加工过程中自动取向,自动取向形成的取向态结构决定了液晶高分子材料(如纤维)具有高强度、耐高温、耐化性等优良性能。结构→液晶态→粘度特性→流动性→取向态→高强度等。普通的高分子或普通高分子溶液的粘度随温度升高而呈单调指数或下降。粘度随温度和时间的变化曲线粘度η

TC普通的高分子溶液随浓度的增加而粘度增大而液晶高分子或其粘度随温度和溶液粘度变化而变化的规律很复杂。例如:著名的高强度高分子液晶纤维Kevlar是一种溶致性液晶,就是必须将它溶在一定的溶剂中,设法形成液晶态,Kevlar是聚对苯二甲酰对苯二胺,它溶解在浓H2SO4中,刚性分子链都成伸展状态,调节溶液的浓度和温度可使溶液由各向同性转变成各向异性,即形成液晶。c*1C*2

(20℃,M=29700);纵坐标为粘度;横坐标为浓度均相液晶结构

这种溶液的粘度与浓度的关系如图所示,可见这种液晶溶液在低浓度范围的粘度随浓度增加急剧上升,出现一个粘度极大值,随后随浓度增加,粘度反而急剧下降,并出现一个粘度极小值;最后粘度又随浓度的增大而上升。这种粘度随浓度变化的形成,是刚性高分子链形成的液晶态体系的一般规律,反映了溶液体系内高分子分布排列的变化。浓度很小时,刚性高分子在溶液中均匀分散,无规取向,成均匀的各向同性溶液,这种溶液的粘度—浓度关系与一般体系相同。随着浓度的增加,粘度迅速增大,当浓度达到一个临界值(临界浓度C※1)时,粘度出现极大值。当浓度超过临界C※1

时,体系内高分子链开始自发地有序取向排列,形成向列型液晶,此过程粘度开始迅速下降,在C※1时,各向异性和各向同性相共存,但后者是主要的。浓度继续增大,各向异性相比例增大,粘度减小,直到体系成均匀的各向异性溶液时,体系的粘度达到极小值。此时溶液的浓度是又一个临界值C※2

。液晶高分子溶液的临界浓度C※1

,C※2

的值与高聚物的分子量和体系的温度有关。一般情况:C※1

,C※2TC※1

,C※2

Mn7.3.2热致主链型液晶高分子

主链型热致性高分子液晶中,最典型最重要的代表是聚酯液晶。

1963年卡布伦敦公司(CarborundumCo)首先成功地制备了对羟基甲酸的均聚物(PHB)。但由于PHB的熔融温度很高(>600℃),在熔融之前,分子链已开始降解。所以并没有什么实用价值。70年代中,美国柯达公司的杰克逊(Jackson)等人将对羟基苯甲酸与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)共聚,成功获得了热致性高分子液晶。热致主链型液晶高分子多是由聚酯类高分子形成的。由于缺少酰胺键中的氢原子,此类高分子很难形成溶致液晶。此种聚酯类高分子一般为芳香族聚酯及共聚酯。此外,还有含有偶氮苯、氧化偶氮苯和苄连氮等特征基团的共聚酯。由于主链的刚性和不溶解的性质,此类高分子的合成比较困难。热致主链型液晶高分子主要由芳香性单体通过自缩聚反应得到,因此以下方法可以改变聚合物链结构:①在刚性主链上引入取代基②在刚性主链上引入异种刚性成分③在刚性主链上引入刚性扭曲成分④在刚性主链上引入柔性扭曲成分⑤在刚性主链上引入侧步结构⑥在刚性主链上引入柔性间隔基热致主链型液晶高分子材料特性如下:低熔体粘度,容易加工,注模性好;低收缩率,低扭曲力,可精确注模;高模量,高抗溶剂性,低吸水率,低透气性。

用于表面涂层、接口部件、精确的注模部件、阀门等。极佳的阻燃性在不添加阻燃剂的情况下,TLCP材料对火焰具有自熄性,可达UL-94V-0级的阻燃性,在火焰中不滴落,不产生有毒烟雾…7.4侧链型液晶高分子侧链型液晶高分子是指液晶基元位于大分子侧链的液晶高分子。与主链型液晶高分子不同,侧链液晶高分子的性质主要决定于液晶基元,受大分子主链的影响程度较小。对侧链液晶高分子,液晶态的形成并不要求大分子链处于取向态而完全由液晶基元的各向异性排列决定。由于液晶基元多是通过柔性链与聚合物主链相接,所以其行为接近于小分子液晶。主链型液晶高分子主要用于高强材料,而侧链液晶高分子则主要用作功能材料。侧链型液晶高分子的分子结构可分为主链、间隔基(spacer)和液晶基元三个部分:当无柔性的间隔基时,由于受大分子主链构象的影响,液晶基元取向困难,难于出现液晶相;同时又由于液晶基元的影响,整个大分子链刚性增大,Tg提高。这种现象也称为大分子主链与侧链间的偶合(Coupling)作用,间隔基,即柔性连接链,可消除或大大减弱此种偶合作用,称之为去偶合(decoupling)作用。

液晶基元结构最直接地影响液晶的相行为。由于刚性致晶单元间的体积效应,使其只能有规则地横挂在主链上。通常,近晶型和向列型的致晶单元连接到主链上后,仍然得到近晶型和向列型的高分子液晶。但胆甾型致晶基团连接到主链上后,往往得不到液晶相。这可能是由于主链和侧链运动的偶合作用限制了大基团的取向之故。为了获得胆甾型高分子液晶,可将一个向列型致晶单元与一个胆甾型致晶单元结合,然后接到主链上,就可获得胆甾型高分子液晶。主链结构的影响

主链结构的柔顺性增加,有利于侧链上致晶单元的取向。实验表明,对一维有序的向列型液晶和二维有序的近晶型液晶而言,主链柔顺性增大,则液晶相区间增大,清亮点移向高温。1、刚性侧链型液晶高分子我国科学家周其凤首先提出了“甲壳型液晶高分子”的概念,并做了大量的研究。甲壳效应,使其分子链的物理性质与主链型液晶高分子相似,有明显的分子链刚性,有较高的玻璃化温度和清亮点温度和热分解温度,有较大的构象保持长度、可以形成稳定的液晶相。2、聚丙烯酸酯侧链型液晶高分子有明显的玻璃化温度和清亮点温度,液晶相多为向列相或近晶相。处于液晶态时,外加场极易使其液晶基元发生大范围取向排列。3、氢键型侧链液晶高分子配合物(1)分子间氢键作用液晶高分子

传统的观点认为,高分子液晶中都必须含有几何形状各向异性的液晶基元。但后来发现糖类分子及某些不含致晶单元的柔性聚合物也可形成液晶态,它们的液晶性是由于体系在熔融态时存在着由分子间氢键作用而形成的有序分子聚集体所致。

在这种体系熔融时,虽然靠范德华力维持的三维有序性被破坏,但是体系中仍然存在着由分子间氢键而形成的有序超分子聚集体。有人把这种靠分子间氢键形成液晶相的聚合物称为第三类高分子液晶,以区别于传统的主链型和侧链型高分子液晶。第三类高分子液晶的发现,加深了人们对液晶态结构本质的认识。氢键是一种重要的分子间相互作用形式,具有非对称性,日本科学家T.Kato

有意识地将分子间氢键作用引入侧链型高分子液晶中,得到有较高热稳定性的高分子液晶。图7-14是含有分子间氢键作用的侧链型高分子液晶复合体系的结构模型。通常作为质子给体的高分子与质子受体的分子间氢键作用,形成了具有液晶自组装特性的高分子液晶复合体系。很明显,高分子链上的羧基上的氢原子与小分子上的氮原子形成了分子间氢键,因此这一复合体系的液晶基元是含有分子间氢键合作用的扩展液晶基元。当质子给体与质子受体以等摩尔比复合时,液晶态的热稳定性最高。通过调节质子给体与质子受体之间的配比,可以很方便的调节体系的相变温度,以满足不同功能对材料性质的要求。图7—14分子间氢键型高分子液晶的结构主要应用领域

液晶高分子之所以能在高分子科学和高分子材料已经得到高度发展的今天异军突起,收到各国政府和科学技术与工业界的普遍重视,根本原因在于它从一开始就有着明确的应用前景。它在应用方面的重要性来自它在某些性能方面的优越性;它的优良性能是它有机的综合了液晶和高分子两者特性的结果。1.功能液晶膜

定向LCP具有优异的阻隔性能,可制成各种包装薄膜,这是近年来LCP研究的新方向。将LCP用于食品包装中的阻隔层,其阻氧和防潮效果十分明显,在高湿度条件下,LCP/PET或LCP/PP夹层结构的阻氧效果很好,在冷藏条件下保存食品时,保质期可达1a以上。可用作发热线的包覆膜、热敏复印机用高级薄膜、隔氧防护膜、渗透膜、柔性印刷电路配线扳、耐高温电容器的介质及真空喷涂功能膜等。2.图形显示方面

小分子液晶作为显示材料已得到广泛的应用。高分子液晶的本体粘度比小分子液晶大得多,它的工作温度、响应时间、阀电压等使用性能都不及小分子液晶。为此,人们进行了大量的改性工作。例如,选择柔顺性较好的聚硅氧烷作主链形成侧链型液晶,同时降低膜的厚度,则可使高分子液晶的响应时间大大降低。

实验室的研究已使这种高分子液晶的响应时间降低到毫秒级、甚至微秒级的水平。由于高分子液晶的加工性能和使用条件较小分子液晶优越得多,高分子液晶显示材料的实际应用已为期不远了。

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