液晶高分子課件

《功能高分子材料》第七講液晶高分子材料《功能高分子材料》第七講液晶高分子材料12一．液晶基本概念液體：物理、化學(xué)等性質(zhì)不因方向的不同而變化（各向同性）。晶體：沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不盡相同，導(dǎo)致晶體在不同方向的物理、化學(xué)特性也不同（各向異性）。液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介液晶：受熱熔融或溶解后，雖然具有液態(tài)物質(zhì)的流動(dòng)性（各向同性），但仍然保留著晶態(tài)物質(zhì)分子的有序排列（各向異性），是一種兼有晶體和液體性質(zhì)的中間相態(tài)。

2一．液晶基本概念液體：物理、化學(xué)等性質(zhì)不因方向的不同而變化231888年奧地利植物學(xué)家萊尼茨爾（F.Reinitzer）在研究膽甾醇苯甲酯時(shí)首先觀察到液晶現(xiàn)象。在145℃時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄獠实幕鞚嵋后w（各向異性），加熱至179℃時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯牡囊后w（各向同性）。二．液晶、液晶高分子的發(fā)現(xiàn)液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介31888年奧地利植物學(xué)家萊尼茨爾（F.Re341888年3月14日萊尼茨爾給德國(guó)物理學(xué)家Lehmann寫信，這封信開(kāi)啟了液晶發(fā)展的序曲。每一本液晶教科書都會(huì)提到這封信，感謝上帝，這一切環(huán)環(huán)相扣沒(méi)出半點(diǎn)差錯(cuò)，雷曼順利收到信件，否則文明的時(shí)鐘還要向后撥好幾圈。[……溫度下降，樣本顯現(xiàn)藍(lán)紫色，隨即一閃即逝，緊跟著實(shí)驗(yàn)樣品呈現(xiàn)牛奶般的混濁，但是還是流體狀態(tài)，當(dāng)溫度繼續(xù)下降，藍(lán)紫色再次出現(xiàn)，但是很快消失，接著樣品形成白色結(jié)晶狀的固體。]液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介41888年3月14日萊尼茨爾給德國(guó)物理學(xué)家L451889年，雷曼使用他親自設(shè)計(jì)的當(dāng)時(shí)最新式的附有加熱裝置的偏光顯微鏡對(duì)這種化合物進(jìn)行了觀察。發(fā)現(xiàn)白而渾濁的液體外觀上雖然屬于液體，但卻顯示出各向異性晶體特有的雙折射性。于是雷曼將其命名為“液態(tài)晶體”，這就是“液晶”的由來(lái)?，F(xiàn)在人們公認(rèn)Reinitzer和Lehmann兩位科學(xué)家是液晶科學(xué)的創(chuàng)始人。Otto

Lehmann（1855-1922）液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介51889年，雷曼使用他親自設(shè)計(jì)的當(dāng)時(shí)最新式的56上世紀(jì)60年代，美國(guó)Fergason根據(jù)膽甾型液晶的顏色變化設(shè)計(jì)了測(cè)定物體表面溫度的產(chǎn)品。1963年，RCA公司的海爾邁耶及其他研究人員發(fā)現(xiàn)一些液晶材料具有特殊的光電效應(yīng)。1968年，RCA公司利用液晶的這種性質(zhì)發(fā)明了顯示裝置，這就是液晶顯示屏（LiquidCrystalDisplay）的開(kāi)端。但很不穩(wěn)定，作為商業(yè)利用，尚存在許多問(wèn)題。GeorgeHeilmeier（1936-2014）液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介6上世紀(jì)60年代，美國(guó)Fergason根據(jù)膽甾型液晶的顏色變671973年，格雷教授（英國(guó)哈爾大學(xué)）發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定的聯(lián)苯系液晶材料。1973年，SHARP公司成功發(fā)明液晶顯示電子計(jì)算器。1987年，SHARP公司開(kāi)發(fā)出第一臺(tái)3英寸液晶顯示電視機(jī)。1988年，SHARP公司成功研制全球第一臺(tái)14英寸彩色液晶顯示器，開(kāi)創(chuàng)了LCD新時(shí)代。液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介71973年，格雷教授（英國(guó)哈爾大學(xué)）發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定的聯(lián)苯系液晶781937年Bawden（英國(guó)植物生理學(xué)家）在研究煙草花葉病毒時(shí)，發(fā)現(xiàn)其懸浮液具有液晶的特性。這是人們第一次發(fā)現(xiàn)生物高分子的液晶特性，1950年，Elliott與Ambrose第一次合成了高分子液晶，溶致型液晶的研究工作逐漸展開(kāi)。50到70年代，Dupont公司先后推出了PBA、Kevlar等液晶高分子，其中Kevlar于1972年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。液晶高分子的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展：液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介81937年Bawden（英國(guó)植物生理學(xué)家）在研究煙草花葉病89三.液晶高分子的分類1.按照液晶的形成條件不同：熱致液晶：依靠溫度的變化，在某一溫度范圍形成的液晶態(tài)物質(zhì)。溶致液晶：依靠溶劑的溶解分散，在一定濃度范圍內(nèi)形成的液晶態(tài)物質(zhì)。場(chǎng)致液晶：在外力場(chǎng)（壓力、流動(dòng)場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)和光場(chǎng)等）作用下形成的液晶。例如聚乙烯在壓力作用下可出現(xiàn)液晶態(tài)，是一種壓致型液晶。聚對(duì)苯二甲酰對(duì)氨基苯甲酰肼在施加流動(dòng)場(chǎng)后可呈現(xiàn)液晶態(tài)，因此屬于流致型液晶。液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介9三.液晶高分子的分類1.按照液晶的形成條件不9102.根據(jù)分子排列的形式和有序性的不同:近晶型向列型膽甾型液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介102.根據(jù)分子排列的形式和有序性的不同:近晶型10113.按液晶單元在高分子鏈中的位置液晶基元：液晶分子中的剛性和有利于取向的結(jié)構(gòu)。主鏈型液晶：側(cè)鏈型液晶：液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介113.按液晶單元在高分子鏈中的位置液晶基元：液晶分子中11121.溶致液晶高分子四.主鏈型液晶高分子主鏈型液晶高分子（1）芳綸聚對(duì)苯甲酰胺（PBA）PBA屬于向列型液晶，用它紡成的纖維稱為B纖維，具有很高的強(qiáng)度，可用作輪胎簾子線等，在我國(guó)稱為芳綸14。第一個(gè)溶致液晶高分子，20世紀(jì)60年代杜邦公司Kwolek首先制得，1966年實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)。121.溶致液晶高分子四.主鏈型液晶高分子主鏈型液晶高分1213聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺（PPTA）以六甲基磷酰胺（HTP）和N-甲基吡咯烷酮（NMP）混合液為溶劑，對(duì)苯二甲酰氯和對(duì)苯二胺為單體進(jìn)行低溫溶液縮聚而成。1972年，杜邦公司首先實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)。在我國(guó)稱為芳綸1414。主鏈型液晶高分子13聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺（PPTA）以六甲1314應(yīng)用領(lǐng)域：飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭上的復(fù)合材料；防彈衣、賽馬服、賽車服；高性能繩索，高性能支撐材料；體育用品（網(wǎng)球、羽毛球拍等）。主鏈型液晶高分子結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)：剛性的苯環(huán)，強(qiáng)極性的酰胺鍵，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，排列規(guī)整。高比強(qiáng)度（是鋼絲的5~6倍），高比模量（是鋼絲的2~3倍），高耐磨、高抗撕裂，分解溫度超過(guò)560℃，在-196℃至204℃范圍內(nèi)可長(zhǎng)期使用。拉伸強(qiáng)度和分解溫度高于PBA纖維。14應(yīng)用領(lǐng)域：主鏈型液晶高分子結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)：1415主鏈型液晶高分子15主鏈型液晶高分子1516主鏈型液晶高分子16主鏈型液晶高分子16液晶高分子課件17液晶高分子課件1819主鏈型液晶高分子19主鏈型液晶高分子1920主鏈型液晶高分子20主鏈型液晶高分子2021（2）芳族聚酰胺酰肼芳族聚酰胺酰肼是由美國(guó)孟山都(Monsanto)公司于上世紀(jì)70年代初開(kāi)發(fā)成功的，典型代表如PABH(對(duì)氨基苯甲酰肼與對(duì)苯二甲酰氯的縮聚物)。PABH分子鏈中的N-N鍵易于內(nèi)旋轉(zhuǎn)，分子鏈的柔性大于PPTA。它在溶液中并不呈現(xiàn)液晶性，但在高剪切速率下則轉(zhuǎn)變?yōu)橐壕B(tài)，屬于流致型高分子液晶。適用于制作作抗沖擊性材料（如飛機(jī)制動(dòng)裝置、安全帶和彈道保護(hù)裝置等）、復(fù)合材料及輪胎簾子線等。主鏈型液晶高分子21（2）芳族聚酰胺酰肼芳族聚酰胺酰肼是由美國(guó)2122（3）聚苯并噁唑（PBO）主鏈型液晶高分子PBO纖維Kelar纖維22（3）聚苯并噁唑（PBO）主鏈型液晶高分子PBO纖維Ke2223主鏈型液晶高分子PBO纖維具有極高的強(qiáng)度和模量，是現(xiàn)有化學(xué)纖維中最高的，一根直徑為1毫米的PBO纖維可吊起450千克的重物；耐熱溫度達(dá)到600℃，在火焰中不燃燒、不收縮。性能完全超過(guò)Kevlar纖維，被譽(yù)為21世紀(jì)的超級(jí)纖維。23主鏈型液晶高分子PBO纖維具有極高的強(qiáng)度和23242.熱致液晶高分子主鏈型液晶高分子1963年，卡布倫敦公司（Carborundum）首先成功地制備了對(duì)羥基苯甲酸的均聚物（PHB）。PHB的熔融溫度很高（＞600℃），在熔融之前，分子鏈已開(kāi)始分解。242.熱致液晶高分子主鏈型液晶高分子1962425（1）引入異種剛性結(jié)構(gòu)美國(guó)Carborudum公司的EconomyJ等人發(fā)明，利用對(duì)羥基苯甲酸、對(duì)苯二酚和對(duì)苯二甲酸進(jìn)行共聚，1970年申請(qǐng)專利，1972年商業(yè)化生產(chǎn)。主鏈型液晶高分子25（1）引入異種剛性結(jié)構(gòu)主鏈型液晶高分子2526（2）引入剛性扭曲結(jié)構(gòu)日本住友化學(xué)公司從美國(guó)Carborudum公司引進(jìn)技術(shù)，并在反應(yīng)物中加入間苯二甲酸，形成了自己的一些特點(diǎn)，1986年開(kāi)始生產(chǎn)以Ekonol為牌號(hào)的LCP產(chǎn)品。主鏈型液晶高分子26（2）引入剛性扭曲結(jié)構(gòu)主鏈型液晶高分子2627（3）剛性主鏈中引入側(cè)步結(jié)構(gòu)Hoechst-Celanese（赫斯特-塞拉尼斯）公司開(kāi)發(fā)，1985年開(kāi)始生產(chǎn)，商品名為Vectran。后來(lái)，Hoechst-Celanese旗下的工程聚合物部門成立泰科納公司，承繼了這一品牌，并成為全球最大的LCP生產(chǎn)商。主鏈型液晶高分子27（3）剛性主鏈中引入側(cè)步結(jié)構(gòu)Hoech2728Vectran纖維性能：高比強(qiáng)度、比模量；耐蠕變；耐濕熱；耐磨耗；耐酸堿；極低的吸濕率；在耐水性、耐磨耗、耐酸堿性方面優(yōu)于Kevlar纖維。主鏈型液晶高分子28Vectran纖維性能：主鏈型液晶高分子2829主鏈型液晶高分子29主鏈型液晶高分子2930增強(qiáng)材料，作為塑料、橡膠、水泥等的增強(qiáng)材料，也可作光纖、通信電纜、特種電線以及發(fā)熱毯中發(fā)熱線等的增強(qiáng)材料。防護(hù)材料，用作防護(hù)服、安全帽、安全板、耐切割手套等。漁網(wǎng)、纜索，特別適合作漁網(wǎng)，龍其適合作海洋捕撈漁網(wǎng)和貝類養(yǎng)殖場(chǎng)用的圍網(wǎng)，使用壽命極長(zhǎng)。另外Vectran纖維作纜索，可代替鋼絲。耐高溫、耐酸耐堿的工業(yè)濾布。新一代的休育運(yùn)動(dòng)用品，例如網(wǎng)球拍、高爾夫球桿、雪撬等。主鏈型液晶高分子

Vectran纖維用途：30增強(qiáng)材料，作為塑料、橡膠、水泥等的增強(qiáng)材料，也可作光纖、3031主鏈型液晶高分子1993年Eastman-Kodak（伊士曼-柯達(dá)）公司研究了對(duì)羥基苯甲酸、2,6-萘二甲酸、對(duì)苯二酚為單體聚合而成的熱致性液晶高分子，后來(lái)推出了新型LCP材料（Titan）。31主鏈型液晶高分子1993年Eastman-3132（4）在剛性主鏈中引入柔性結(jié)構(gòu)（Flexible

structure

）1976年Eastman-Kodak（伊士曼-柯達(dá)）公司的Jackson和Kuhfnss用對(duì)羥基苯甲酸（HBA）和PET在熔融狀態(tài)下反應(yīng)得到HBA/PET組成在60/40的LCP，Eatman-Kodak公司1986年開(kāi)始生產(chǎn)以X-7G為牌號(hào)的產(chǎn)品。主鏈型液晶高分子32（4）在剛性主鏈中引入柔性結(jié)構(gòu)（Flexible

str3233（5）引入取代基（substituentgroup）杜邦公司是熱致液晶高分子領(lǐng)域的后起之秀，1988年推出自己的產(chǎn)品，2003年將Eastman公司的Titan系列并入，使得Dupont公司的LCP產(chǎn)品更加完備。主鏈型液晶高分子33（5）引入取代基（substituentgroup）3334側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子五.側(cè)鏈型液晶高分子1.聚硅氧烷（Polysiloxane）為主鏈Cholesterol76℃時(shí)開(kāi)始流動(dòng)，出現(xiàn)液晶態(tài)，升溫至87℃，進(jìn)入各向同性液體狀態(tài)。34側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子五.側(cè)鏈型液晶高分子1.聚硅3435當(dāng)溫度升到100℃以上時(shí)，開(kāi)始熔融并呈現(xiàn)液晶態(tài)，加熱到180℃后，視場(chǎng)變暗，液晶轉(zhuǎn)變成各向同性熔體。側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子35當(dāng)溫度升到100℃以上時(shí)，開(kāi)始熔融并呈現(xiàn)液晶態(tài)，加熱到135362.聚丙烯酸酯（Polyacrylate）為主鏈該聚合物在204至341℃之間形成液晶態(tài)。側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子362.聚丙烯酸酯（Polyacrylate）為主鏈該聚3637該聚合物在103℃至279℃呈現(xiàn)液晶態(tài)。側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子37該聚合物在103℃至279℃呈現(xiàn)液晶態(tài)。側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液3738六.特殊結(jié)構(gòu)的液晶高分子1.甲殼型液晶高分子(1)基于乙烯基氫醌的甲殼型液晶高分子側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子38六.特殊結(jié)構(gòu)的液晶高分子1.甲殼型液晶高分子(3839(2)基于乙烯基對(duì)苯二胺的甲殼型液晶高分子(3)基于乙烯基對(duì)氨基苯酚的甲殼型液晶高分子側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子39(2)基于乙烯基對(duì)苯二胺的甲殼型液晶高分子(3)3940(5)基于乙烯基對(duì)三聯(lián)苯類的甲殼型液晶高分子(4)基于乙烯基對(duì)苯二甲酸的甲殼型液晶高分子側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子40(5)基于乙烯基對(duì)三聯(lián)苯類的甲殼型液晶高分子(4)40412.氫鍵型液晶高分子（1）醇羥基—吡啶結(jié)構(gòu)123~129℃之間存在液晶態(tài)側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子412.氫鍵型液晶高分子（1）醇羥基—吡啶結(jié)構(gòu)123~14142（2）羧基—吡啶結(jié)構(gòu)側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子110~135℃之間存在液晶態(tài)42（2）羧基—吡啶結(jié)構(gòu)側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子110~134243（3）酚羥基—吡啶體系：（4）羧基—咪唑體系：側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子43（3）酚羥基—吡啶體系：（4）羧基—咪唑體系：側(cè)鏈及特4344側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子3.盤狀液晶高分子44側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子3.盤狀液晶高分子4445側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子4.天然液晶高分子ChitosanCellulose45側(cè)鏈及特殊結(jié)構(gòu)液晶高分子4.天然液晶高分子Chito45《功能高分子材料》第七講液晶高分子材料《功能高分子材料》第七講液晶高分子材料4647一．液晶基本概念液體：物理、化學(xué)等性質(zhì)不因方向的不同而變化（各向同性）。晶體：沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不盡相同，導(dǎo)致晶體在不同方向的物理、化學(xué)特性也不同（各向異性）。液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介液晶：受熱熔融或溶解后，雖然具有液態(tài)物質(zhì)的流動(dòng)性（各向同性），但仍然保留著晶態(tài)物質(zhì)分子的有序排列（各向異性），是一種兼有晶體和液體性質(zhì)的中間相態(tài)。

2一．液晶基本概念液體：物理、化學(xué)等性質(zhì)不因方向的不同而變化47481888年奧地利植物學(xué)家萊尼茨爾（F.Reinitzer）在研究膽甾醇苯甲酯時(shí)首先觀察到液晶現(xiàn)象。在145℃時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄獠实幕鞚嵋后w（各向異性），加熱至179℃時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯牡囊后w（各向同性）。二．液晶、液晶高分子的發(fā)現(xiàn)液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介31888年奧地利植物學(xué)家萊尼茨爾（F.Re48491888年3月14日萊尼茨爾給德國(guó)物理學(xué)家Lehmann寫信，這封信開(kāi)啟了液晶發(fā)展的序曲。每一本液晶教科書都會(huì)提到這封信，感謝上帝，這一切環(huán)環(huán)相扣沒(méi)出半點(diǎn)差錯(cuò)，雷曼順利收到信件，否則文明的時(shí)鐘還要向后撥好幾圈。[……溫度下降，樣本顯現(xiàn)藍(lán)紫色，隨即一閃即逝，緊跟著實(shí)驗(yàn)樣品呈現(xiàn)牛奶般的混濁，但是還是流體狀態(tài)，當(dāng)溫度繼續(xù)下降，藍(lán)紫色再次出現(xiàn)，但是很快消失，接著樣品形成白色結(jié)晶狀的固體。]液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介41888年3月14日萊尼茨爾給德國(guó)物理學(xué)家L49501889年，雷曼使用他親自設(shè)計(jì)的當(dāng)時(shí)最新式的附有加熱裝置的偏光顯微鏡對(duì)這種化合物進(jìn)行了觀察。發(fā)現(xiàn)白而渾濁的液體外觀上雖然屬于液體，但卻顯示出各向異性晶體特有的雙折射性。于是雷曼將其命名為“液態(tài)晶體”，這就是“液晶”的由來(lái)?，F(xiàn)在人們公認(rèn)Reinitzer和Lehmann兩位科學(xué)家是液晶科學(xué)的創(chuàng)始人。Otto

Lehmann（1855-1922）液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介51889年，雷曼使用他親自設(shè)計(jì)的當(dāng)時(shí)最新式的5051上世紀(jì)60年代，美國(guó)Fergason根據(jù)膽甾型液晶的顏色變化設(shè)計(jì)了測(cè)定物體表面溫度的產(chǎn)品。1963年，RCA公司的海爾邁耶及其他研究人員發(fā)現(xiàn)一些液晶材料具有特殊的光電效應(yīng)。1968年，RCA公司利用液晶的這種性質(zhì)發(fā)明了顯示裝置，這就是液晶顯示屏（LiquidCrystalDisplay）的開(kāi)端。但很不穩(wěn)定，作為商業(yè)利用，尚存在許多問(wèn)題。GeorgeHeilmeier（1936-2014）液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介6上世紀(jì)60年代，美國(guó)Fergason根據(jù)膽甾型液晶的顏色變51521973年，格雷教授（英國(guó)哈爾大學(xué)）發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定的聯(lián)苯系液晶材料。1973年，SHARP公司成功發(fā)明液晶顯示電子計(jì)算器。1987年，SHARP公司開(kāi)發(fā)出第一臺(tái)3英寸液晶顯示電視機(jī)。1988年，SHARP公司成功研制全球第一臺(tái)14英寸彩色液晶顯示器，開(kāi)創(chuàng)了LCD新時(shí)代。液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介71973年，格雷教授（英國(guó)哈爾大學(xué)）發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定的聯(lián)苯系液晶52531937年Bawden（英國(guó)植物生理學(xué)家）在研究煙草花葉病毒時(shí)，發(fā)現(xiàn)其懸浮液具有液晶的特性。這是人們第一次發(fā)現(xiàn)生物高分子的液晶特性，1950年，Elliott與Ambrose第一次合成了高分子液晶，溶致型液晶的研究工作逐漸展開(kāi)。50到70年代，Dupont公司先后推出了PBA、Kevlar等液晶高分子，其中Kevlar于1972年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。液晶高分子的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展：液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介81937年Bawden（英國(guó)植物生理學(xué)家）在研究煙草花葉病5354三.液晶高分子的分類1.按照液晶的形成條件不同：熱致液晶：依靠溫度的變化，在某一溫度范圍形成的液晶態(tài)物質(zhì)。溶致液晶：依靠溶劑的溶解分散，在一定濃度范圍內(nèi)形成的液晶態(tài)物質(zhì)。場(chǎng)致液晶：在外力場(chǎng)（壓力、流動(dòng)場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)和光場(chǎng)等）作用下形成的液晶。例如聚乙烯在壓力作用下可出現(xiàn)液晶態(tài)，是一種壓致型液晶。聚對(duì)苯二甲酰對(duì)氨基苯甲酰肼在施加流動(dòng)場(chǎng)后可呈現(xiàn)液晶態(tài)，因此屬于流致型液晶。液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介9三.液晶高分子的分類1.按照液晶的形成條件不54552.根據(jù)分子排列的形式和有序性的不同:近晶型向列型膽甾型液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介102.根據(jù)分子排列的形式和有序性的不同:近晶型55563.按液晶單元在高分子鏈中的位置液晶基元：液晶分子中的剛性和有利于取向的結(jié)構(gòu)。主鏈型液晶：側(cè)鏈型液晶：液晶及液晶高分子簡(jiǎn)介113.按液晶單元在高分子鏈中的位置液晶基元：液晶分子中56571.溶致液晶高分子四.主鏈型液晶高分子主鏈型液晶高分子（1）芳綸聚對(duì)苯甲酰胺（PBA）PBA屬于向列型液晶，用它紡成的纖維稱為B纖維，具有很高的強(qiáng)度，可用作輪胎簾子線等，在我國(guó)稱為芳綸14。第一個(gè)溶致液晶高分子，20世紀(jì)60年代杜邦公司Kwolek首先制得，1966年實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)。121.溶致液晶高分子四.主鏈型液晶高分子主鏈型液晶高分5758聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺（PPTA）以六甲基磷酰胺（HTP）和N-甲基吡咯烷酮（NMP）混合液為溶劑，對(duì)苯二甲酰氯和對(duì)苯二胺為單體進(jìn)行低溫溶液縮聚而成。1972年，杜邦公司首先實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)。在我國(guó)稱為芳綸1414。主鏈型液晶高分子13聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺（PPTA）以六甲5859應(yīng)用領(lǐng)域：飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭上的復(fù)合材料；防彈衣、賽馬服、賽車服；高性能繩索，高性能支撐材料；體育用品（網(wǎng)球、羽毛球拍等）。主鏈型液晶高分子結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)：剛性的苯環(huán)，強(qiáng)極性的酰胺鍵，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，排列規(guī)整。高比強(qiáng)度（是鋼絲的5~6倍），高比模量（是鋼絲的2~3倍），高耐磨、高抗撕裂，分解溫度超過(guò)560℃，在-196℃至204℃范圍內(nèi)可長(zhǎng)期使用。拉伸強(qiáng)度和分解溫度高于PBA纖維。14應(yīng)用領(lǐng)域：主鏈型液晶高分子結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)：5960主鏈型液晶高分子15主鏈型液晶高分子6061主鏈型液晶高分子16主鏈型液晶高分子61液晶高分子課件62液晶高分子課件6364主鏈型液晶高分子19主鏈型液晶高分子6465主鏈型液晶高分子20主鏈型液晶高分子6566（2）芳族聚酰胺酰肼芳族聚酰胺酰肼是由美國(guó)孟山都(Monsanto)公司于上世紀(jì)70年代初開(kāi)發(fā)成功的，典型代表如PABH(對(duì)氨基苯甲酰肼與對(duì)苯二甲酰氯的縮聚物)。PABH分子鏈中的N-N鍵易于內(nèi)旋轉(zhuǎn)，分子鏈的柔性大于PPTA。它在溶液中并不呈現(xiàn)液晶性，但在高剪切速率下則轉(zhuǎn)變?yōu)橐壕B(tài)，屬于流致型高分子液晶。適用于制作作抗沖擊性材料（如飛機(jī)制動(dòng)裝置、安全帶和彈道保護(hù)裝置等）、復(fù)合材料及輪胎簾子線等。主鏈型液晶高分子21（2）芳族聚酰胺酰肼芳族聚酰胺酰肼是由美國(guó)6667（3）聚苯并噁唑（PBO）主鏈型液晶高分子PBO纖維Kelar纖維22（3）聚苯并噁唑（PBO）主鏈型液晶高分子PBO纖維Ke6768主鏈型液晶高分子PBO纖維具有極高的強(qiáng)度和模量，是現(xiàn)有化學(xué)纖維中最高的，一根直徑為1毫米的PBO纖維可吊起450千克的重物；耐熱溫度達(dá)到600℃，在火焰中不燃燒、不收縮。性能完全超過(guò)Kevlar纖維，被譽(yù)為21世紀(jì)的超級(jí)纖維。23主鏈型液晶高分子PBO纖維具有極高的強(qiáng)度和68692.熱致液晶高分子主鏈型液晶高分子1963年，卡布倫敦公司（Carborundum）首先成功地制備了對(duì)羥基苯甲酸的均聚物（PHB）。PHB的熔融溫度很高（＞600℃），在熔融之前，分子鏈已開(kāi)始分解。242.熱致液晶高分子主鏈型液晶高分子1966970（1）引入異種剛性結(jié)構(gòu)美國(guó)Carborudum公司的EconomyJ等人發(fā)明，利用對(duì)羥基苯甲酸、對(duì)苯二酚和對(duì)苯二甲酸進(jìn)行共聚，1970年申請(qǐng)專利，1972年商業(yè)化生產(chǎn)。主鏈型液晶高分子25（1）引入異種剛性結(jié)構(gòu)主鏈型液晶高分子7071（2）引入剛性扭曲結(jié)構(gòu)日本住友化學(xué)公司從美國(guó)Carborudum公司引進(jìn)技術(shù)，并在反應(yīng)物中加入間苯二甲酸，形成了自己的一些特點(diǎn)，1986年開(kāi)始生產(chǎn)以Ekonol為牌號(hào)的LCP產(chǎn)品。主鏈型液晶高分子26（2）引入剛性扭曲結(jié)構(gòu)主鏈型液晶高分子7172（3）剛性主鏈中引入側(cè)步結(jié)構(gòu)Hoechst-Celanese（赫斯特-塞拉尼斯）公司開(kāi)發(fā)，1985年開(kāi)始生產(chǎn)，商品名為Vectran。后來(lái)，Hoechst-Celanese旗下的工程聚合物部門成立泰科納公司，承繼了這一品牌，并成為全球最大的LCP生產(chǎn)商。主鏈型液晶高分子27（3）剛性主鏈中引入側(cè)步結(jié)構(gòu)Hoech7273Vectran纖維性能：高比強(qiáng)度、比模量；耐蠕變；耐濕熱；耐磨耗；耐酸堿；極低的吸濕率；在耐水性、耐磨耗、耐酸堿性方面優(yōu)于Kevlar纖維。主鏈型液晶高分子28Vectran纖維性能：主鏈型液晶高分子7374主鏈型液晶高分子29主鏈型液晶高分子7475增強(qiáng)材料，作為塑料、橡膠、水泥等的增強(qiáng)材料，也可作光纖、通信電纜、特種電線以及發(fā)熱毯中發(fā)熱線等的增強(qiáng)材料。防護(hù)材料，用作防護(hù)服、安全帽、安全板、耐切割手套等。漁網(wǎng)、纜索，特別適合作漁網(wǎng)，龍其適合作海洋捕撈漁網(wǎng)和貝類養(yǎng)殖場(chǎng)用的圍網(wǎng)，使用壽命極長(zhǎng)。另外Vectran纖維作纜索，可代替鋼絲。耐高溫、耐酸耐堿的工業(yè)濾布。新一代的休育運(yùn)動(dòng)用品，例如網(wǎng)球拍、高爾夫球桿、雪撬等。主鏈型液晶高分子

Vectran纖維用途：30增強(qiáng)材料，作為塑料、橡膠、水泥等的增強(qiáng)材料，也可作光纖、7576主鏈型液晶高分子1993年Eastman-Kodak（伊士曼-柯達(dá)）公司研究了對(duì)羥基苯甲酸、2,6-萘二甲酸、對(duì)苯二酚為單體聚合而成的熱致性液晶高分子，后來(lái)推出了新型LCP材料（Titan）。31主鏈型液晶高分子1993年Eastman-7677（4）在剛性主鏈中引入柔性結(jié)構(gòu)（Flexible

structure

）1976年Eastman-Kodak（伊士曼-柯達(dá)）公司的Jackson和Kuhfnss用對(duì)羥基苯甲酸（HBA）和PET在熔融狀態(tài)下反應(yīng)得到HBA/PET組成在60/40的LCP，Eatman-Kodak公司1986年開(kāi)始生產(chǎn)以X-7G為牌號(hào)的產(chǎn)品。主鏈型液晶高分子32（4）在剛性主鏈中引入柔性結(jié)構(gòu)（Flexible

str7778（5）引入取代基（substituentgroup）杜邦公司是熱致液晶高分子領(lǐng)域的后起之秀，1988年推出自己的產(chǎn)品，2003年將E