液晶高分子的性質與應用第1頁，共16頁，2023年，2月20日，星期六目錄一、高分子液晶的物理性質1、高彈性2、粘滯性與流變性3、其他性質。第2頁，共16頁，2023年，2月20日，星期六目錄二、高分子液晶的應用1、液晶高分子纖維2、熱致性高分子液晶—塑料3、液晶高分子復合材料4、液晶高分子信息材料第3頁，共16頁，2023年，2月20日，星期六一、高分子液晶的物理性質。液晶高分子作為一種特殊的高分子材料，自然具有與一般高分子材料不同的性質。液晶具有液體的流動性和固體的有序性，對外界刺激如光、機械壓力、溫度、電磁場及化學環境的變化具有較高的靈敏性。高分子液晶制品具有高強度、高模量，尺寸穩定性、阻燃性、絕緣性好，耐高溫、耐輻射、耐化學藥品腐蝕、線膨脹率低，并有良好的加工流動性等優異性能。第4頁，共16頁，2023年，2月20日，星期六一、高分子液晶的物理性質

1、高彈性。

液晶對外場作用較為敏感，即使不大的電磁力、變力、表面吸附等都能使液晶產生較大形變。液晶可獨立存在展曲、扭曲、彎曲三種彈性形變。第5頁，共16頁，2023年，2月20日，星期六一、液晶高分子的物理性質

2、粘滯性與流變性。

液晶存在取向有序性，這將影響流體力學行為。而液晶高分子，有的高分子的粘滯特性，這與分子長度密切相關。一般液晶高分子為多疇狀態，疇的大小在幾微米之內，故在宏觀上液晶高分子是各向同性的，其許多物理性質如力學性能等，表觀上也是多向同性的。第6頁，共16頁，2023年，2月20日，星期六一、液晶高分子的物理性質溶致型液晶高分子溶液在各向同性相時，粘度隨濃度增大而增大。進入液晶相后，粘滯系數突然降低。分子量越大，進入液晶相濃度也越低，最大粘滯系數升高。

第7頁，共16頁，2023年，2月20日，星期六一、液晶高分子的物理性質體系進入液晶相后，指向矢受切變流的影響而沿它的流動方向取向，從而迅速降低了粘滯系數。當切變流動停止一段時間后，樣品會逐漸弛豫回原來的多疇狀態。如果在此之前就使液晶高分子降溫或溶劑移走成為固態，仍可獲得相當好的宏觀取向，即各向異性固體。

第8頁，共16頁，2023年，2月20日，星期六一、液晶高分子的物理性質3、其他性質。膽甾相液晶具有螺旋結構。因此有特殊的光學性質，如選擇反射、圓二色性、強烈的旋光性及其色散、電光和磁光效應等。第9頁，共16頁，2023年，2月20日，星期六二、液晶高分子的應用1、液晶高分子纖維液晶高分子在適當的條件下，液晶分子有自動沿分子長軸取向的傾向，體系的粘度系數也表現為各向異性，沿分子長軸方向的粘度系數較其他方向小得多，因而很容易在紡絲過程中形成沿纖維軸高度取向的結構，從而獲得優異的力學性能，芳綸(Kevlar)是最早開發成功并進行工業化生產的液晶高分子纖維，它的高強度、高棋t以及優良的耐熱性使它在增強材料、防護服裝、防燃、高溫過漁等方面發揮著重要作用。

第10頁，共16頁，2023年，2月20日，星期六二、液晶高分子的應用最近以PBZ和PBO為代表的具有杰出力學性能和耐熱性的芳族雜環高分子的研究和開發成功可以說是科學家挑戰自我的勝利，是液晶高分子工程最成功的例子之一。20世紀90年代后，Dupont化學公司與東洋紡合作，成功地生產出了液晶PBO纖維，并以Zylon的商品名推出。Zylon具有十分優異的性能。具有2倍于Kevlar的強度和模量，分別達5.8GPa和300GPa左右，熱分解溫度達650℃，也只有由液晶高分子制得的纖維才能獲得如此接近理論極值的性能。以及聚芳酯類等高性能液晶高分子纖維。

第11頁，共16頁，2023年，2月20日，星期六二、液晶高分子的應用2、熱致性高分子液晶—塑料由于芳族酰胺和芳族雜環液晶高分子都是溶致性的，即不能采取熔融擠出的加工方法，因此在高性能工程塑料領城的應用受到限制。以芳族聚酯液晶高分子為代表的熱致性液晶離分子正好彌補了溶致性液晶高分子的不足。高分子液晶，特別是熱致性主鏈液晶具有高模、高強等優異的機械性能，因此特別適合于作為高性能工程材料。第12頁，共16頁，2023年，2月20日，星期六二、液晶高分子的應用與鋼筋相比具有質輕、柔韌性好、耐腐蝕的優點，更重要的是它的極低的膨脹率可以大大減小由溫度變化產生的內應力。高分子液晶的低粘度和高強度性質在作為涂料添加劑方面也得到應用。加人高分子液晶的涂料粘度下降，因此可以使用更少的溶劑，以減少污染，降低成本。加人高分子液晶后，涂料成膜后的強度也有較大增加。第13頁，共16頁，2023年，2月20日，星期六二、液晶高分子的應用3、液晶高分子復合材料液晶高分子復合材料是以熱致性液晶聚合物為增強劑，將其通過適當的方法分散于基體聚合物中，就地形成微纖結構，達到增強基體力學性能的目的。近年來，關于液晶高分子通過互穿聚合物網絡與基體聚合物分子復合的研究也有不少報導，而且近來越來越收到關注，可以說應用前景很好。第14頁，共16頁，2023年，2月20日，星期六二、液晶高分子的應用4、液晶高分子信息材料1）液晶高分子在電學方面的應用聚合物液晶具有在電場作用下從無序透明態到有序非透明態的轉變能力，因此也可以應用到顯示器件的制作方面。它是利用向列型液晶在電場作用下的快速相變反應和表現出的光學特點制成的。把透明體放在透明電極之間，當施加電壓時，受電場作用的液晶前體迅速發生相變，分子發生有序排列成為液晶態。當有序排列部分失去透明性而產生與電極形態相同的圖像。根據這一原理可以制成數碼顯示器、電光學快門、廣告牌及電視屏幕等顯示器件。第15頁，共16頁，2023年，2月20日，星期六二、液晶高分子的應用

2）液晶高分子在倍息儲存介質及