液晶高分子（LCP）是一定条件下以液晶态存在、具有特殊性能的聚合物材料。
与其他普通有机高分子相比，LCP具有独特的一维或二维远程分子取向，兼容高分子、液晶两者特性，使其拥有高耐热、高模量、低熔融粘度、极小的热膨胀系数、低介电损耗、高强度等优异性能。
一、液晶聚合物的分类根据液晶高分子材料液晶态的形成方式，将液晶高分子分为溶致型液晶高分子（LLCP）和热致型液晶高分子（TLCP）。
溶致型液晶高分子，液晶相是在溶液中形成的，由于不能熔融，只能用作纤维和涂料，以杜邦的对位芳纶Kevlar（凯夫拉）为代表。
热致型液晶高分子，液晶相是在熔点或玻璃化转变温度以上形成，不仅可制成高强、高模纤维，还可通过挤出、注射等加工方式制成各种塑料产品。
热致型液晶高分子（TLCP）根据热变形温度（HDT）高低分为高耐热型（Ⅰ型）、中耐热型（Ⅱ型）和低耐热型（Ⅲ型）。
Ⅰ型TLCP的基本结构主要为对羟基苯甲酸（HBA）、联苯二酚（BP）及不同比例的对苯二甲酸（TA）/间苯二甲酸（IA）引出的单元，拉伸强度及拉伸模量在TLCP中最高，HDT高于300℃。
以苏威的Xydar和住友的SimikaSuper为代表。
Ⅱ型TLCP的主要成分是HBA和6-羟基-2-萘甲酸（HNA）引出的单元，HDT在240～280℃之间，加工性能优异，可用挤出机和注塑机加工成型，典型的产品为泰科纳的Vectra。
Ⅲ型TLCP主要为HBA和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）合成的共聚物，HDT低于210℃，如尤尼奇卡Rodrun为代表的非全芳香族系列。
近年来，虽然随着大量新型TLCP问世，各类型间没有非常明确的HDT温度界限，但市面上主流的产品主要是耐高温的Ⅰ与Ⅱ型TLCP。
我们将分成三期内容，详细讲解溶致液晶聚合物、热致液晶聚合物。
本期，主要介绍热致液晶聚合物Xydar和Vectra的结构、性能、应用等。
二、热致液晶聚合物Xydar目前市售的热塑性树脂中，液晶聚合物“Xydar”是具有耐热性、薄壁成型性、高强度、高弹性及尺寸精度等超群特性的产品，耐热性堪称世界顶级水平，现在不仅在电气和电子领域，在办公设备领域中的需求也在急速增长。
尤其是“Xydar”优异的尺寸精度，拓宽了它在高精度零部件中的应用范围。
1. Xydar的结构式Xydar 树脂的中文名称是共聚芳酯，结构式如下：2. Xydar的性能1) 力学性能Xydar为热致液晶高分子，其分子链呈刚性，成形时沿流动方向取向，在流动方向上强度很高，显示出类似纤维增强聚合物的特性。
表2-1 列出了 Xydar 主要品级的物理力学性能。
Xydar 注射成形制品由七个不同的取向层组成。
最外层是由分子链沿流动方向取向的表层组成， 0.2~0.3mm厚；芯层的分子链的取向和表层不同。
在表层的影响下显示出的 这种强度特性则依成形品的厚度而变化，厚度越小，强度和模量越大（表2-2)。
Xydar 的耐蠕变性优异，特别是高温下的抗蠕变性能与通用工程塑料相比具有明显的优越性。
表2-1 Xydar 的物理力学性能2) 热性能Xydar属 I 型液晶聚合物，由主链呈液晶性的刚性分子链组成，主链之间的分子力大，因此耐热性极为优异。
在目前已商业化的热塑性工程塑料中具有最高的耐热性能。
在200~300℃， Xydar 能保持实用的机械强度和刚性。
Xydar 的耐热老化性能极为优异，在270℃的高温下，经过一年的热老化后，其抗拉强度仍能保待初始值的一半左右。
Xydar的线胀系数相当低，和金属相近，因而制品的尺寸精度高，适合精密成形。
3) 阻燃性Xydar阻燃性优异，即使不使用阻燃剂，它的极限氧指数依品级不同，也可达42%-47%，在工程塑料中是相当高的；按UL94规格，其阻燃级可达V-0级。
将Xydar制造的3mm厚的板材，放在1000℃的火焰上烧，经过15min也不会穿孔，可见Xydar的阻燃性、耐热性和绝热性极为优异。
4) 电性能Xydar具有优良的电绝缘性能。
其介电性能受频率和温度的影响较小。
表2-2 列出了 Xydar主要品级的电性能。
表2-2 Xydar的电性能5) 耐化学药品性如表2-3 所示，Xydar对有机溶剂、酸碱、油类和洗涤剂等均有优异的抵抗性。
表2-3 Xydar (SRT -300)的耐化学药品性3. Xydar的应用领域Xydar主要用千电子电器、机械等领域。
1) 电子电器电子电器是Xydar最主要的应用领域。
Xydar被广泛用于制造电气接插件、线圈绕线管、继电器零 件、电位器等。
另外，可用于制造表面安装用电子零件及各种连接器 等；可用于制造高频电子食品加热器用容器；可用作电子封 装材料；可用于制造电动机零件等。
2) 机械在机械设备和OA机器领域，Xydar可用于制 造蒸熘塔的填充材料，食品机械的输送带，只读光盘驱动器 等。
3) 其他在汽车领域，Xydar可用于制造发动机周围的各种零件以及车灯壳体等。
Xydar用于食品包装。
Xydar薄膜还可用作发热线的被覆 膜、热敏复印机用薄膜、柔性印刷电路配线板、渗透膜、磁带带基、耐高温电容器的介质及真空喷涂功能膜等。
三、热致液晶聚合物VectraVectra® LCP液晶聚合物是一种高结晶，热致（熔融取向）热塑性塑料，因此，在薄壁制件的应用上，它具有异常高的精度、尺寸稳定性，优异的高温性能和抗化学性。
Vectra® LCP液晶聚合物提供了玻纤（和/或）矿物增强的标准注塑品级；此外还有满足可电镀、润滑改良、静电消散、 食品級以及许多其它特殊性能要求的特殊品级。
Vectra® LCP在薄壁区域具有良好的刚性，并且它的热膨胀系数又很低。
它可以承受包括无铅焊接等的表面安装焊的高温。
这些性能使得Vectra® LCP被广泛地应用在许多电子器件上，比如插槽、线轴、开关、连接器、芯片支架和传感器。
许多Vectra® 牌号的性能已经超越了陶瓷、热固性塑料热固性和其它耐高温塑料。
1. Vectra 的结构式Vectra 树脂的中文名称是共聚芳酯（含萘化合物），结构式如下：2. Vectra 的性能和Xydar相似，Vectra在成形时，分子链沿流动方向取向，因而具有优异的力学性能和耐热性。
Vectra主要品级的 性能见表3-1。
表3-1 Vectra 的性能1) 力学性能Vectra作为一种液晶聚合物，成形时在流动方向上取向，产生自增强作用，无填充品级A950的拉伸强度和弹性模量值相当高，是通用工程塑料的3倍左右。
抗冲强度与聚碳酸酷相近。
加入玻璃纤维后，弹性模量值更大。
特别是加入碳纤维的A230,拉伸弹性模量高达30GPa，已达到铝弹性模量值的一半左右，比模量则和铝相当。
但是，加人玻璃纤维或碳纤维后，其拉伸强度与未填充相比变化不大，这是因为填充材料具有阻碍表层强取向层生成的作用，其增强效果在一定程度上被抵消。
基于同样的理由，填充材料的抗冲强度与未填充相比有明显下降。
和Xydar相似，Vectra成形品的力学性能也呈现明显的各向异性，加入玻璃纤维或矿物质后，各向异性变弱（见表 3-2)。
表3-2 Vectra力学性能的各向异性2) 热性能Vectra耐热性优异，属Ⅱ型液晶聚合物。
主要品级的热变形温度为180-230℃，其制品可高温使用。
Vectra耐焊锡性优异。
A130品级在260℃的焊锡中可经受10 s的完全浸渍。
Vectra线膨胀系数低是它的主要特点之一。
表3-3 为Vectra部分品级的线膨胀系数。
从表中可知，线膨胀系数各向异性，一般流动方向上的线膨胀系数与直角方向相比， 数值较小。
加入碳纤维的A230的线膨胀系数，两方向上的 总和仅1.0x10-5/℃,作为塑料，数值很低，和不锈钢等金属材料相当，因而制品的尺寸精度高，适合精密成形。
表3-3 Vectra的线胀系数10-5K-1注：试片为80mmx80mmx2mm平板。
3) 阻燃性Vectra阻燃性优异，即使不加阻燃剂，主要品级的阻燃性可达UL94V-0级。
Vectra A950的极限氧指数为35%，在工程塑料中处于较高水平。
4) 电性能表3-4 为Vectra主要品级的电性能。
除了耐漏电痕迹稍低外，其它电性能优良。
特别当制品较薄时，介电强度大。
例如，0.8mm厚的A950，介电强度可达 59 kV/mm, 适用于制造薄壁且绝缘性能有较高要求的电气零 件。
表3-4 Vectra主要品级的电性能5) 耐化学药品性表3-5、表3-6分别示出了 VectraA950的耐无机药品性和耐有机药品性。
除极个别的特殊化学药品或极高温度下会溶解或老化外，Vectra A95对酸、 碱在内的几乎所有化学药品抵抗性优异。
表3-5 VectraA950的耐无机药品性（浸泡30天）注：A为力学性能降低率在5%以内，质量及尺寸变化率在2% 以内；B为超过上述程度的变化；C为不可使用。
表3-6 Vectra A950的耐化学药品性（浸泡30天）3. Vectra的应用领域1) 电子电器电子电器是Vectra的主要应用领域，约占整个用途的80%以上。
以下是部分应用实例：O连接器；＠线圈绕线管；＠继电器零件；＠间歇式开关；＠晶体振荡基座。
2) 机械Vectra可用于制造化工厂吸收塔的填料。
添加石墨的VectraA625品级可用于制造精密薄型的齿轮、套筒等零件。
Vectra还用千制造导杆、筛孔过滤器等机械设备的零部 件。
在OA机器领域，利用Vectra的刚性和阻尼特性，可用于制造扬声器振动板、CD拾音器及印刷机零件等。
Vectra的线膨胀系数极低，和金属铅处于同等水平，强度和模量相当高，可用它代替金属铝或陶瓷制造电子数据显示器的底盘。
3) 其他Vectra还可用于制造食品加热用容器、齿科用洗净器、吊索缆绳以及用作薄膜和纤维等。
四、总结TLCP在各个工业领域已得到广泛应用，但随着应用领域 技术进步对TLCP的物理与力学性能、多功能性、耐热行等提 出越来越高的要求。
科技界和工业界正在一方面通过分子设计 合成新的TLCP，另一方面通过合成工艺的改进，采用合金化、 粒子填充或者纤维增强等改性技术进一步实现TLCP高性能化和功能化，开发不同用途的新产品。
随着TLCP的研究与开发 深入，产品的多样化，其应用范围将越来越广。
关于新型TLCP以及TLCP的改性技术，将在下一期介绍。