LCP加玻纤

液晶发展史    自从1854年液晶问世以来，液晶获得了十分惊人的发展和重要而广泛的应用，液晶科学已成为化学、材料科学和物理学三门学科之间的交叉学科。回顾整个历史过程，液晶(特指低分子液晶)与液晶高分子(LCP)的发展可划分为四个时期：    **时期(1854～1933年)：液晶的发现与液晶科学的萌芽；    **时期(1934～1970年)：液晶的发展与LCP加玻纤的发现；    第三时期(1971～1980年)：液晶的工业化与LCP的飞速发展；第四时期(1981年至今)：高性能液晶及LCP的工业化与深入研究。

液晶的发现液晶的发现可以追溯到1854年，当时Virchow发现，脑组织的酒精水溶液会形成髓磷脂形；1859年，Mattenheimer指出该物质为溶致液晶。1866年Neubauer发现油酸也可以显示溶致液晶性。1875年，Berthelet等发现胆甾醇化合物随温度显示特殊的颜色变化，可以说这是*早发现的热致液晶现象。现在一般认为，热致液晶是在1888年由Reinitzer发现的，当时他观察到胆甾醇苯甲酸酯晶体在145．5℃时会熔融成混浊粘稠的液体，在178．5℃时则变成清亮透明的液体，而且这种变化过程是可逆的。1889年，Lehmann发现许多有机物亦可熔融成混浊的显示双折射特征的液体，这些混浊液体不仅具有普通液体的机械性质如流动性，而且具有普通晶体的光学性质如各向异性。于是Lehmann把兼具流动性和各向异性的液体一液态的晶体称为液晶。    20世纪初期，人们又合成出了许多新型液晶化合物，提出了液晶分子应具备的各向异性几何条件，创立了液晶态结构理论，揭示了液晶态性质，并对液晶相态进行了划时代的分类：近晶型、向列型和胆甾型。总之液晶发现初期提供了许多可资借鉴的**手资料，不过，该时期对液晶的研究只是罗列现象，缺乏有机联系，而且对液晶材料的应用前景毫无认识。

液晶的发展与LCP的发现    1 934至1 956年间，液晶研究进展缓慢。直到1957年，Brown等发表了基于500余篇文献的综述论文，对以往的液晶研究成就进行了系统归纳与整理，从此揭开了液晶发展史的新篇章。1962年，Gray发表了《液晶分子结构与性质》专著。1966年，《分子晶体与液晶》杂志创刊。1967年，Porter等主编了《有序流体与液晶》论著。与此同时，Fergason开创了液晶应用研究，创制了胆甾液晶温度计，发现了向列液晶的奇异光电效应。这些成就不仅系统总结了液晶理论，促进了液晶科学的发展，而且大大加速了液晶应用研究步伐，奠定了当代新型液晶工业的基础。    随着液晶研究的发展，LCP应运而生。表1．1列出了LCP发展的重要事件。可见，早期的LCP研究仅局限于天然或生物高分子，对合成LCP的研究可能始于1960年，*引人注目的合成LCP当属芳香族聚酰胺，特别是它的液晶纺丝技术的发明及其高强高模纤维的问世，大大刺激了LCP的发展与工业化，激励人们发现或发明了许多LCP及其加工技术，并揭示出了LCP的典型结构与特异性能，为液晶高分子这门新学科的诞生奠定了基础。

液晶的工业化生产与LCP的发展    进入70年代以来，液晶的工业化生产进程显著加快。Schadt等发现的液晶扭曲电光效应，以及液晶分子取向所需的极低驱动功率等，使液晶广泛应用于当代重要技术领域。如环境监测、无损探伤、微波测定、医疗卫生、温度测定、信息显示、石英手表、彩色电视及电脑显示器等。    在1971年至1980年间，人们合成出了许多具有实用价值的LCP加玻纤，发明了各种LCP的成型加工新技术。这些成果无疑进一步丰富和发展了LCP的内容，奠定了LCP理论与工业化基础，致使近年来的LCP研究与开发更加蒸蒸日上、方兴未艾。1．1．4 LCP的工业化生产与深人研究[7~9]    80年代以来，LCP加玻纤进入了****的蓬勃发展时期，其显著标志是世界各大公司都在竞相致力于LCP加玻纤材料的开发与工业化生产。DuPont和Union Carbide公司在1981年分别实现了Kevlar和液晶沥青碳纤维的大规模工业化，Dartco公司率先在1984年投产了热致Xydar自增强塑料，Celanese公司于1985年推出了易加工Veetra系列产品，1986年，Eastman、BASF、Akzo、住友化学、尤尼契卡和三菱化成相继开发了低成本X7G、Ultrax、Twaron、Ekonol、Rodrun和Novaccurate六种产品。不久ICI、日本石油化学、出光石油化学、上野制药和东丽也声称生产出了Victrex、FC—RC、出光LCP、UENOLCP和HA—HB五种LCP产品。不仅如此，LCP加玻纤在弹性体、功能膜、共混物与复合材料和电光材料的开发、**诊断与**及生命科学等研究领域，也取得了重大进展。LCP材料的工业化生产与广泛应用正在掀起传统材料工业的一场**。    在近十几年里，科学家们不仅纷纷致力于LCP的深入研究，而且相互之问的学术交流与合作也日益频繁。**届国际LCP会议于1981年在意大利召开，此后每隔两年召开一次国际性会议。我国在上海、郑州、济南和长春分别召开了四次国内LCP会议，1994年**在我国召开了国际LCP会议，这些会议充分反映了LCP研究状况与水平，起到了继往开来的重要历史作用。

液晶聚合物    低分子化合物所以能形成液晶相，LCP加玻纤是因为它具有刚性棒状结构，从这一点来看，人们也许会认为由刚性单体连结而成的刚性高分子链必然也能形成液晶相。事实却不然，因为把许多刚性棒状低分子单体连接成全刚性的高分子链以后，得到的经常是难以加工的、熔融温度很高的(甚至高于分解温度)和可溶性很低的高聚物，因而难以形成液晶相。正是因为这种难熔难溶性，才使早期的高分子液晶的研究局限于溶致性的生物高分子液晶。    然而已有两种方法改善刚性大分子链高聚物的难熔难溶性。一是使用强极性的复合溶剂，并施以一定的温度使其溶解；另一种方法就是在刚性的大分子链中引入适当比例的柔性链段或刚性弯折链段，使其链刚性得以适当降低，从而易于加热熔融。事实已经证明，**种方法可获得溶致性高分子液晶，并可通过特殊的液晶纺丝技术加工成力学性能优异的纤维和薄膜材料，其中Kevlar纤维及PBT、PBO和ABPBO纤维就是*为突出的代表。同��，**种方法可获得热致性高分子液晶，这类高分子液晶可在传统的熔融加工设备上加工成型，不仅可获得力学性能优异的纤维与薄膜制品，而且还可获得片、板、棒及各种特殊形状的塑料成型品。在热致性高分子液晶中，*为突出的代表是Vectra，Xydar，Ekonol和X7G等共聚酯。

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