液晶高分子材料简介PPT展示.ppt

1、液晶高分子材料,Liquid Crystal Polymer,2,主要内容,01,02,03,04,液晶的定义,液晶高分子的结构、性质、分类,液晶高分子的应用,液晶高分子的发展趋势,3,液晶定义,在日常生活中，液晶材料正通过各种应用及其优异性能被愈来愈多的人所认识，如彩色液晶显示器、各种传感器等,4,液晶的定义,液晶是某些物质在熔融状态或溶解状态下形成的有序流体的总称。它是一种结晶态，既具有流体的流动性，又具有晶体的各向异性特征。,液晶高分子由液晶基元和柔性间隔以化学键结合而成。,5,液晶高分子的结构、分类、特性,结构,液晶分子的结构可以简单的表示为：,XY-末端基团，常见的有R-（烷基）、R

2、O-（烷氧基）、-CN（氰基）、-F、-CF等。,B,B-环体系，显示液晶材料的环体系大多为六元环。,A-连接基团,Z,Z-侧向基团，常见的有-F,-CN,-CH3等，显示液晶用材料中一般很少含有侧向基团。,液晶分子的各种物理性质、化学性质完全是由这些基团以及这些基团之间的相互作用 决定的，因而改善液晶分子的性能，实际上就是改变液晶分子结构中某个基团的属性。,6,液晶高分子的结构、分类、特性,分类,按液晶形成条件分类：溶致型、热致型,01,02,溶致型液晶：因加入溶剂（在一定温度范围内）而呈现液晶态的物质称其为溶致型液晶。,按液晶基元键和方式分类：主链型、侧链型、复合型,主链型液晶高分子：液晶

3、基元位于高分子主链之内。,侧链型液晶高分子：液晶基元作为支链悬浮于主链上。,复合性（组合性）液晶高分子：主链和支链上均含有液晶基元。,热致型液晶：通过加热而呈现液晶态的物质称为热致型液晶。,7,按液晶相结构分类：向列型、近晶型、胆甾（zi)型、碟状（柱状）型,液晶分子相互平排列，同时形成层状，兼有分子取向有序和位置有序。 在内层，分子可以沿层面相对运动，随机分布，保持流动性；层与层之间关联较小，可以相互滑动，粘度各相异性。 总体上呈二维有序。,沿长轴平行排列，分子取向有序，重心上下无规，位置无需，总体上仅保持一维有序。在外力作用下，液晶分子可沿长轴一维方向流动，而不影响液晶结构。是流动性最好、

4、最重要的一种液晶。,向列型,近晶型,（主要）,03,液晶高分子的结构、分类、特性,8,液晶高分子的结构、分类、特性,分类,胆甾型,兼有分子取向有序和位置有序，分子平行排列成层状，但层内分子长轴与层面平行，不相垂直，而且长轴取向有规则地旋转一定的角度，层层旋转，经360构成一周期，而后复原，总体上呈螺旋状。作精密测量仪器材料。,碟状型,碟状型液晶高分子直到1977年才被Chandrasekhar等人发现，构成它们的基元多为扁平碟子状。,9,液晶高分子的结构、分类、特性,分类,高分子液晶具有以上四种结构形态，其中，以具有向列态或近晶态的高分子较多，也是人们较为感兴趣的高分子液晶。 由于液晶相是一种

5、有序结构，所以凡是可以用于有序结构分析的方法都能用表征液晶性质。例如，偏光显微镜、X-射线衍射和差热分析等。,10,液晶高分子的结构、分类、特性,特性,01,取向方向的高位拉伸强度和高模量 最突出的特点是在外力场中容易发生分子链取向，在取向方向上呈现高拉伸强度和高模量。 如Kevlar纤维(七十年代，Du Pont 公司著名的纤维Kevlar的问世及其商品化）的比强度和比模量均达到钢的10倍。纤维可在-45200使用。阿波罗登月飞船软着陆降落伞带就是用Kevlar29制备的。 Kelvar纤维还可用于防弹背心、飞机、火箭外壳材料和雷达无线罩等。,11,液晶高分子的结构、分类、特性,特性,02,

6、耐热性突出 由于高分子液晶的刚性部分大多由芳环 构成，其耐热性相对比较突出。 如：Xydar(液晶聚合物属于玻璃纤维或矿物填充塑料，具有卓越的流动特性）的熔点为421，空气中的分解温度可达560，其热变形温度也可达350，明显高于绝大多数塑料。,12,液晶高分子的结构、分类、特性,特性,13,液晶高分子的结构、分类、特性,特性,14,液晶高分子的结构、分类、特性,特性,03,阻燃性优异 高分子液晶分子链由大量芳香环所构成，除了含有酰肼键的纤维外，都特别难以燃烧。 如Kevlar在火焰中有很好的尺寸稳定性，若在其中添加少量磷等，高分子液晶的阻燃性能更好。,15,液晶高分子的结构、分类、特性,特性

7、,04,电性能和成型加工性优异 高分子液晶的绝缘强度高和介电常数低，而且两者都很少随温度的变化而变化，并且导热和导电性能低。 由于分子链中柔软部分的存在，其流动性能好，成型压力低，因此可用普通的塑料加工设备来注射或挤出成型，所得成品的尺寸很精确。,16,液晶高分子的应用,应用,17,液晶高分子的应用,01,在信息储存方面的应用 带有信息的激光束照射液晶存储介质时，局部温度升高，液晶聚合物熔融成各向同性的液体，从而失去有序度。激光束消失以后，又凝结成为不透光的固体，信号被记录。 液晶高分子用于存储显示寿命长，对比度高、存储可靠、擦除方便，因此有极为广阔的发展前景。,18,液晶高分子的应用,19,

8、液晶高分子的应用,02,气体的检测 液晶它能记录有害气体的浓度，并能精确测定漏气部位，以保证安全。 测量的灵敏度可达百万分之几，这对环境保护监测工作有重要价值。例如胆甾液晶对不同有机溶剂气体可显示不同的颜色。,20,液晶高分子的应用,21,液晶高分子的应用,03,精密温度指示材料 向列型液晶和胆甾型液晶的混合物呈平行并顺次扭转的螺旋结构，而且其螺距随温度变化而发生显著变化。 被测物体的表面温度若有变化，液晶分子排列的螺距即发生变化，偏振光的旋转角度也随之发生变化，因而返回光的强度也会发生变化。 人们利用此现象制造出微温度传感器。,22,液晶高分子的应用,04,浅层肿瘤的诊断 用涂有胆甾型液晶的黑底薄膜，贴在病灶区的皮肤上，则能显示温度不到一度的彩色温度变化图。利用液晶诊断肿瘤、动脉血栓和静脉肿瘤，以提供手术的准确部位，并能根据皮肤温度的变化，以判断神经系统及血管系统是否开放。,23,液晶高分子的应用,05,高分子液晶显示材料 由于高分子的粘度比小分子液晶大得多，它的工作温度，响应时间都不及小分子液晶。因此目前小分子