液晶高分子聚合物是80年代初期發(fā)展起來的一種新型高性能工程塑料，英文名為：Liquid Crystal Polyester，簡稱為LCP。液晶聚合物（LCP）是一種由剛性分子鏈構(gòu)成的，在一定物理條件下能出現(xiàn)既有液體的流動性又有晶體的物理性能各向異性狀態(tài)（此狀態(tài)稱為液晶態(tài)）的高分子物質(zhì)。液晶聚合物有溶致性液晶聚合物（LLCP）、熱致性液晶聚合物（TLCP）和壓致性液晶聚合物三大類。顧名思義，溶致性液晶聚合物的液晶態(tài)是在溶液中形成，熱致性液晶聚合物的液晶態(tài)是在熔體中或玻璃化溫度以上形成，壓致性液晶聚合物的液晶態(tài)是在壓力下形成（此類液晶高分子品種極少）。LLCP用來生產(chǎn)纖維，TLCP可注塑、擠出成型等。本文內(nèi)容介紹的是熱致性液晶聚合物。
熱致性液晶聚合物是1976年美國Eastman Kodak公司首次發(fā)現(xiàn)PET改性對羥基苯甲酸（PHB/PET）顯示熱致性液晶之后才開始研究開發(fā)的，直到上世紀80年代中后期才進入實用階段。美國Dartco公司首先將“Xydar”的液晶聚合物投放市場，之后美國、日本等數(shù)家公司也相繼研究出液晶聚合物。由于液晶聚合物在熱、電、機械、化學方面優(yōu)良的綜合性能越來越受到各國的重視，其產(chǎn)品被引入到各個高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用中，被譽為超級工程塑料。
LCP的聚合方法以熔融縮聚為主，全芳香族LCP多輔以固相縮聚以制得高分子量產(chǎn)品。非全芳香族LCP常采用一步或二步熔融聚合制取產(chǎn)品。近年連續(xù)熔融縮聚制取高分子量LCP的技術(shù)得到發(fā)展。
液晶芳香族聚酯在液晶態(tài)下由于其大分子鏈是取向的，它有異常規(guī)整的纖維狀結(jié)構(gòu)，性能特殊，制品強度很高，并不亞于金屬和陶瓷。拉伸強度和彎曲模量可超過10年來發(fā)展起來的各種熱塑性工程塑料。機械性能、尺寸穩(wěn)定性、光學性能、電性能、耐化學藥品性、阻燃性、加工性良好，耐熱性好，熱膨脹系數(shù)教低。采用的單體不同，制得的液晶聚酯的性能、加工性和價格也不同。選擇的填料不同、填料添加量的不同也都影響它的性能。
LCP的分子結(jié)構(gòu)式和特性見下圖：
二、LCP的特性
液晶高分子聚合物樹脂一般為米黃色，也有呈白色的不透明的固體粉末。密度為1.4～1.7g/cm3。
LCP與其它有機高分子材料相比，具有較為獨特的分子結(jié)構(gòu)和熱行為，它的分子由剛性棒狀大分子鏈組成，受熱熔融或被溶劑溶解后形成一種兼有固體和液體部分性質(zhì)的液晶態(tài)。LCP的這種特殊相態(tài)結(jié)構(gòu)，導致其具有如下特征：具有自增強效果；線膨脹系數(shù)小；耐熱性優(yōu)良；具有自阻燃性；熔體粘度低，流動性好；成型收縮率小；耐化學藥品性好等。
液晶聚合物具有高強度，高模量的力學性能，由于其結(jié)構(gòu)特點而具有自增強性，因而不增強的液晶塑料即可達到甚至超過普通工程塑料用百分之幾十玻璃纖維增強后的機械強度及其模量的水平；如果用玻璃纖維、碳纖維等增強，更遠遠超過其他工程塑料。
液晶聚合物還具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、耐熱性及耐化學藥品性，對大多數(shù)塑料存在的蠕變?nèi)秉c，液晶材料可忽略不計，而且耐磨、減磨性均優(yōu)異。
LCP的耐氣候性、耐輻射性良好，具有優(yōu)異的阻燃性，能熄滅火焰而不再繼續(xù)進行燃燒。其燃燒等級達到UL94V-0級水平。LCP是防火安全性最好的特種塑料之一。
LCP具有優(yōu)良的電絕緣性能。其介電強度比一般工程塑料高，耐電弧性良好。作為電器應(yīng)用制件，在連續(xù)使用溫度200～300℃時，其電性能不受影響。而間斷使用溫度可達316℃左右。
LCP具有突出的耐腐蝕性能，LCP制品在濃度為90%的酸及濃度為50%的堿存在下不會受到侵蝕，對于工業(yè)溶劑、燃料油、洗滌劑及熱水，接觸后不會被溶解，也不會引起應(yīng)力開裂。
LCP產(chǎn)品因化學結(jié)構(gòu)和改性方法不同，性能差異甚大，但仍有許多如下共同的優(yōu)異特性。
1.高強度、高模量及其它優(yōu)良機械性能：由于LCP具有自增強特性，未經(jīng)增強即可到達甚至超過普通工程塑料用百分之幾十玻纖增強后的機械強度和彈性模量水平，而玻纖或碳纖維增強后更超過后者，到達異常高的水平。LCP還有優(yōu)良的摩擦、磨耗性能，蠕變性可忽略不計。
2.突出的耐熱性：Xydar的熔點421℃，在空氣中560℃、在氮氣中567℃才開始分解，其熱變形溫度高達355℃，Ekonol熱變形溫度為293℃。Xydar可在-50～240℃連續(xù)使用，仍有優(yōu)良的沖擊韌性和尺寸穩(wěn)定性，Xydar不受錫焊合金熔化的影響，Ekonol耐320℃焊錫浸漬5分鐘，玻纖增強級Vectra也可耐260～280℃焊錫完全浸漬10秒。根據(jù)其耐熱性的高低，LCP可以分成三類，見下表。
三種類型LCP的性能比較
