(出售meiguo) LCP 美国杜邦=6244 BK010[LCP资料]

 
  
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 LCP 美国杜邦 ZE16130A

 

LCP的概述
液晶高分子聚合物是80年代初期发展起来的一种新型高

性能工程塑料，英文名为：Liquid Crystal Polyester

，简称为LCP。液晶聚合物（LCP）是一种由刚性分子链

构成的，在一定物理条件下能出现既有液体的流动性又

有晶体的物理性能各向异性状态（此状态称为液晶态）

的高分子物质。液晶聚合物有溶致性液晶聚合物（LLCP

）、热致性液晶聚合物（TLCP）和压致性液晶聚合物三

大类。顾名思义，溶致性液晶聚合物的液晶态是在溶液

中形成，热致性液晶聚合物的液晶态是在熔体中或玻璃

化温度以上形成，压致性液晶聚合物的液晶态是在压力

下形成（此类液晶高分子品种极少）。LLCP用来生产纤

维，TLCP可注塑、挤出成型等。本文内容介绍的是热致

性液晶聚合物。
热致性液晶聚合物是1976年美国Eastman Kodak公司首次

发现PET改性对羟基苯甲酸（PHB/PET）显示热致性液晶

之后才开始研究开发的，直到上世纪80年代中后期才进

入实用阶段。美国Dartco公司首先将“Xydar”的液晶聚

合物投放市场，之后美国、日本等数家公司也相继研究

出液晶聚合物。由于液晶聚合物在热、电、机械、化学

方面优良的综合性能越来越受到各国的重视，其产品被

引入到各个高技术领域的应用中，被誉为超级工程塑料

。
LCP的聚合方法以熔融缩聚为主，全芳香族LCP多辅以固

相缩聚以制得高分子量产品。非全芳香族LCP常采用一步

或二步熔融聚合制取产品。近年连续熔融缩聚制取高分

子量LCP的技术得到发展。
液晶芳香族聚酯在液晶态下由于其大分子链是取向的，

它有异常规整的纤维状结构，性能特殊，制品强度很高

，并不亚于金属和陶瓷。拉伸强度和弯曲模量可超过10

年来发展起来的各种热塑性工程塑料。机械性能、尺寸

稳定性、光学性能、电性能、耐化学药品性、阻燃性、

加工性良好，耐热性好，热膨胀系数教低。采用的单体

不同，制得的液晶聚酯的性能、加工性和价格也不同。

选择的填料不同、填料添加量的不同也都影响它的性能

。
LCP的分子结构式和特性见下图：
 
二、LCP的特性
液晶高分子聚合物树脂一般为米黄色，也有呈白色的不

透明的固体粉末。密度为1.4～1.7g/cm3。
LCP与其它有机高分子材料相比，具有较为独特的分子结

构和热行为，它的分子由刚性棒状大分子链组成，受热

熔融或被溶剂溶解后形成一种兼有固体和液体部分性质

的液晶态。LCP的这种特殊相态结构，导致其具有如下特

征：具有自增强效果；线膨胀系数小；耐热性优良；具

有自阻燃性；熔体粘度低，流动性好；成型收缩率小；

耐化学药品性好等。
液晶聚合物具有高强度，高模量的力学性能，由于其结

构特点而具有自增强性，因而不增强的液晶塑料即可达

到甚至超过普通工程塑料用百分之几十玻璃纤维增强后

的机械强度及其模量的水平；如果用玻璃纤维、碳纤维

等增强，更远远超过其他工程塑料。
液晶聚合物还具有优良的热稳定性、耐热性及耐化学药

品性，对大多数塑料存在的蠕变缺点，液晶材料可忽略

不计，而且耐磨、减磨性均优异。
LCP的耐气候性、耐辐射性良好，具有优异的阻燃性，能

熄灭火焰而不再继续进行燃烧。其燃烧等级达到UL94V-0

级水平。LCP是防火安全性最好的特种塑料之一。
LCP具有优良的电绝缘性能。其介电强度比一般工程塑料

高，耐电弧性良好。作为电器应用制件，在连续使用温

度200～300℃时，其电性能不受影响。而间断使用温度

可达316℃左右。
LCP具有突出的耐腐蚀性能，LCP制品在浓度为90%的酸及

浓度为50%的碱存在下不会受到侵蚀，对于工业溶剂、燃

料油、洗涤剂及热水，接触后不会被溶解，也不会引起

应力开裂。
LCP产品因化学结构和改性方法不同，性能差异甚大，但

仍有许多如下共同的优异特性。
1.高强度、高模量及其它优良机械性能：由于LCP具有自

增强特性，未经增强即可到达甚至超过普通工程塑料用

百分之几十玻纤增强后的机械强度和弹性模量水平，而

玻纤或碳纤维增强后更超过后者，到达异常高的水平。

LCP还有优良的摩擦、磨耗性能，蠕变性可忽略不计。
2.突出的耐热性：Xydar的熔点421℃，在空气中560℃、

在氮气中567℃才开始分解，其热变形温度高达355℃，

Ekonol热变形温度为293℃。Xydar可在-50～240℃连续

使用，仍有优良的冲击韧性和尺寸稳定性，Xydar不受锡

焊合金熔化的影响，Ekonol耐320℃焊锡浸渍5分钟，玻

纤增强级Vectra也可耐260～280℃焊锡完全浸渍10秒。

根据其耐热性的高低，LCP可以分成三类，见下表。
三种类型LCP的性能比较
性能 类型Ⅰ 类型Ⅱ 类型Ⅲ
热变形温度（℃） 250～350 180～250 100～200
拉伸强度 高 高 低
拉伸模量 高 高 低
抗冲强度 低 中 高
加工性 可 优 优

3.极佳的阻燃性：在不添加阻燃剂的情况下，LCP材料对

火焰具有自熄性，可达UL94V-0级的阻燃性，在火焰中不

滴落，不产生有毒烟雾。Xydar按烟法NBS-D4测定的烟密

度达3～5。这些在塑料中都是少见的，它们是防安全性

最好的塑料之一。
4.极小的线膨胀系数，很高尺寸稳定性和尺寸精度：LCP

流动方向的线膨胀系数可与金属匹敌，比一般塑料小一

个数量级。由于LCP在熔融状态下已有结晶性，不象普通

结晶性塑料那样加工成制品后冷却时发生体积收缩，故

制品尺寸精度高。
5.耐气候老化性和耐辐射性好，对微波透明：LCP的耐气

候优于多数塑料，Xydar加速气候老化4000小时仍保持优

良性能。Vectra气候老化照射2000小时，性能指标保持

90～100%，高温（200℃）老化180天，拉伸强度和伸长

率仍保持50%以上。LCP经碳弧加速紫外线照射6700小时

，或Co60核辐射10兆拉德，性能不显著下降。对微波辐

射透明，不易发热。
6.优良的电性能：LCP有较高的电性能指标，厚度小时的

介电强度比一般工程塑料高得多。
7.突出的耐化学腐蚀性：LCP在很宽的温度范围内不受所

有工业溶剂、燃料油、洗涤剂、漂泊剂、热水和浓度90%

的酸、50%的碱液腐蚀或影响，在溶剂作用下也不发生应

力开裂，如Xydar浸于50℃的20%硫酸中11天，拉伸强度

保持98%，在82℃热水中浸4000小时，性能不变。
8.优良的成型加工性能：LCP熔体粘度低，流动性好，故

成型压力低，周期短，可加工成壁薄、细长和形状复杂

的制品；加工LCP时也不需脱模剂和后处理，且由于LCP

材料的分子在与金属模具相接触的表面形成了坚固的定

向层，因此加工工件的表面非常平整光滑。
但与以上长处相应的，LCP材料也存在以下一些不足之处

：
1.由于LCP材料取向在流向上强而在垂直方向上弱，因此

工件的表面强烈地表现出各向异性；
2.在模腔内二股物料汇聚处，由于结晶的形成是依焊线

曲向，故其强度降低，因此设计模具是对此点因加以充

分考虑；
3.薄型成型品存在脆性；
4.由于LCP材料本身不透明，所以对其进行着色加工的可

能性有限；
5.售价较昂贵，因此使用它会增加成本。
三、液晶聚合物高分子（LCP）的成型加工
LCP的成型温度高，因其品种不同，熔融温度在300～425

℃范围内。LCP熔体粘度低，流动性好，与烯烃塑料近似

。LCP具有极小的线膨胀系数，尺寸稳定性好。成型加工

条件参考为：成型温度300～390℃；模具温度100～260

℃；成型压力7～100MPa，压缩比2.5～4，成型收缩率

0.1～0.6%。
LCP加工成型可通过熔纺、注射、挤出、模压、涂复等工

艺。虽然加工方法各异，但有一共同点是均利用在液晶

态时分子链高度取向下进行成型再冷却固定取向态，从

而获得高机械性能，所以除分子结构和组成因素外，材

料性能与受热和机械加工的历程史、加工设备及工艺过

程密切相关。
1.加工设备：液晶聚合物加工成型一般不需特殊的设备

，常规的聚合物加工设备均可利用。但由于液晶聚合物

加工温度较高，故设备选型时因充分考虑其加热系统的

能力和设备材质，必须经受得住长时间的高温烘烤。另

一方面，由于液晶分子的棒状取向作用，加大模具出口

的长径比有利于分子取向，以利于提高材料的力学性能

。
2.加工温度：温度影响聚合物的粘度，从而影响到流动

的均匀性。加工过程必须保证熔体温度均一，有适宜的

流动形态。熔体温度过高将导致分子运动太剧烈，取向

序损失，反而不利；温度偏低则不能保证分子链充分伸

展，失去液晶态的优越性。一般可将模温控制在低于熔

体温度100～150℃。
3.压力：液晶聚合物成型时也需要一定的压力，但压力

及成型速率不宜过高，否则将导致熔体流动不均、制品

出现瑕疵和增加内应力。注射成型中压力与注射体积有

关，一般注射容量为料筒容积的50～70%较适宜。
典型LCP的加工成型条件
  Ekonol Xydar Vectra Rodrun
预干燥条件 120～150℃，3h 150℃，3～8h  140～160

℃，3～8h  120℃，4h
成型温度（℃） 370～400  360～400  290～300  240

～330
注射压力（MPa） ～127 ～96 14 ～34 
模具温度（℃） 100～160  240～280  70～110  55～

120

 
四、LCP的应用
LCP已经用于微波炉容器，可以耐高低温。LCP还可以做

印刷电路板、人造卫星电子部件、喷气发动机零件；用

于电子电气和汽车机械零件或部件；还可以用于医疗方

面。
LCP可以加入高填充剂作为集成电路封装材料，以代替环

氧树脂作线圈骨架的封装材料；作光纤电缆接头护套和

高强度元件；代替陶瓷作化工用分离塔中的填充材料等

。
LCP还可以与聚砜、PBT、聚酰胺等塑料共混制成合金，

制件成型后其机械强度高，用以代替玻璃纤维增强的聚

砜等塑料，既可提高机械强度性能，又可提高使用强度

及化学稳定性等。目前正在研究将LCP用于宇航器外部的

面板、汽车外装的制动系统等。
LCP是上世纪80年代初问世的高性能特种工程塑料，由于

具有优异的综合性能，被迅速广泛用于化学工业、电子

通讯、军工机械、航空航天、汽车制造等领域中。LCP的

主要用途列于下表中。
分类 用途
消费材料 微波炉灶容器、食品容器、包装材料
化学装置 精馏塔填料、阀门、泵、油井设备、计量仪器

零部件、密封件、轴承
光纤通信 光纤二次被覆、抗拉构件、藕合器、连接器、

加强筋
电子电气 高密度连接器、线圈架、线轴、基片载体、电

容器外壳、插座、表面贴装的电子元件、电子封装材料

、印刷电路板、制动器材、照明器材
汽车工业 汽车燃烧系统元件、燃烧泵、隔热部件、精密

元件、电子元件
航空航天 雷达天线屏蔽罩、耐高温耐辐射壳体、电子元

件
工业材料 办公设备：软盘、硬盘驱动器、复印机、打印

机、传真机零部件
视听设备 扬声器震动板、耳机开关
体育器材 网球拍、滑雪器材、游艇器材
医疗器材 外科设备、插管、刀具、消毒托盘、腹腔镜及

齿科材料

另外，LCP具备的许多独特的性能使它在塑料加工助剂行

业中的应用日益广泛。利用它的液晶性，可以将其作为

PET的结晶成核剂，改善PET工程塑料加工性的目的；利

用它的高强度、高模量的特性，将其制作成纤维，替代

玻纤、矿物填料，达到减轻对设备的磨耗及降低材料比

重的目的，或者直接将TLCP与其它树脂形成原位复合，

起到提高强度和模量的效果，可以实现许多通用塑料的

高性能化。借助加工设备，TLCP可与高分子材料实现分

子水平的复合，所制备的分子复合材料具有更优异的综

合性能；利用它的高流动性的特点，可将其作为难于加

工成型的塑料的流动改性剂，扩大某些因流动性差而很

难热塑成型的塑料或根本无法热塑成型的塑料的应用范

围。总之，TLCP除了可直接用于高性能制品外，它还是

有效的改性增强剂和塑料加工助剂，被誉为二十一世纪

的新材料。
五、热致性液晶聚合物的发展趋势
LCP的发展趋势：一是扩大生产规模，开发廉价的单体来

生产LCP，以降低树脂的生产成本和销售价格；二是通过

共聚改性，如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LCP树脂；三是为了进一步提高

LCP的性能，采用增强、填充改性，不但可以抑制LCP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；四是LCP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，能够改善难加工工

程塑料的成型加工性能、提高力学性能、减少热塑性塑

料的线膨胀系数、进而改善其尺寸稳定性。同时，还可

改善LCP的耐磨性能，并克服LCP的各向异性等。

 

 

 

 

主营业务为：

 1．专业铁氟龙：FEP / PFA / PTFE / ETFE  /PVDF等

；

2．特殊工程塑胶原料：PEI / PSU / PES/ PSF /

PCTG 等

 3．沙林料：SURLYN  /TPX / PPA / SPS  /ASA  /

EVOH / PLA  氟料：COC / PEEK / IXEF等；

 4．各国新料，通用料，弹性体，合金料及助剂：PA /

PBT / ABS / LCP / PC / PC/ABS / PPO/  PPS /  POM

/ PMMA/  PP/  POE / TPU / TPE/  TPR  /TPV  /EMA 

/EAA / EVA等；

5．工能塑胶原料：导电，抗静电、高耐磨耐冲耐高温

、高绝缘、耐候性、耐化学性、磨砂、光扩散、自润滑

性等；

 6．合金材料：PA46、/PA6T、/PA9T/、PA11/、PA12/、

LCP/、PPS、/PPA/、PAMXD6(IXEF)/、PEEK、PTFE、/PES

、/PSF、/PSU、/PPSU、/TPX、/PEI、/TPU/、TPE、/TPV

、/TPR、/TPO、/TPU等及PC/PBT，PC/ASA，PC/ABS，

PA/ABS等

 7．提供注塑成型技术支援和塑胶材料选用。更多塑胶

原料请来电咨询！