液晶高分子聚合物（Liquid Crystal Polymer），簡稱LCP。是80年代初期發(fā)展起來的一種新型高性能特種工程塑料。液晶聚合物(LCP)是屬于芳香族熱塑性聚酯。液晶在分子水平上自組織，被分成熱致液晶、溶致液晶和光致液晶這三類。在改性時，我們使用的LCP是前2種類型：一種是溶致液晶，溶于溶劑時具有液晶性質(zhì)。另一種是熱致液晶，熔化時具有液晶性質(zhì)。

一、歷史研究

LCP的研究歷史，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)晚于液晶的研究。

1.液晶在1888年由奧地利植物學(xué)家Friedrich Reinitzer (1857-1927)觀察苯甲酸膽甾醇酯時發(fā)現(xiàn)的;

2.直到1941年Kargin才提出液晶態(tài)是聚合物體系的一種普遍存才狀態(tài)，才開始對液晶聚合物(LCP)開展研究;

3.1966年美國杜邦公司首次使用相列態(tài)聚合物溶液制備出高強度、高模量的纖維Fiber B；

4.1972年，又成功開發(fā)出溶致液晶Kevlar纖維，高分子液晶逐步走向市場，引起人們的極大興趣。

二、分子結(jié)構(gòu)

LCP外觀：米黃色（也有呈白色的不透明的固體粉末）。

無論是哪一種類型的LCP，其分子主鏈上都擁有大量的剛性苯環(huán)結(jié)構(gòu)，這決定了其特殊的物化特征和加工性質(zhì)。LCP由于分子鏈保持著高度的規(guī)整性，所以加熱到晶化溫度以后，只要稍微給一點剪切力，LCP溶體的流動性便會變得像水一樣，這一特性使得LCP更容易成型薄壁小型化的一些連接器制件。

液晶高分子結(jié)構(gòu)

同時LCP的染色能力也極差。即便是染成黑色，也沒有辦法做到鋼琴漆的那種黑，或者標(biāo)準(zhǔn)炭黑的那種黑，通常黑色的LCP都是灰灰的。除了黑色，其他配色也極為簡單，除了本色的淡黃色，基本沒有其他的顏色的產(chǎn)品了。

三、性能特性

1.物理性能：自增強性，具有異常規(guī)整的纖維狀結(jié)構(gòu)特點，因而不增強的液晶塑料即可達(dá)到甚至超過普通工程塑料用百分之幾十玻璃纖維增強后的機械強度及其模量的水平；不增強時的收縮高異向性，纖維填充后可稍微降低，這種特性和其他塑料剛好相反；很高尺寸穩(wěn)定性和尺寸精度；

2.力學(xué)性能：優(yōu)異的機械性能；厚度越薄，拉伸強度越大；熔接強度低；性能與樹脂流動方向相關(guān)；幾乎為零的蠕變；耐磨、減磨性優(yōu)越；線性熱膨脹率接近金屬；機械特性中卻存在各向異性。

3.耐熱性能：優(yōu)異的耐熱性，熱分解溫度500℃，高的熱變形溫度（160-340℃與品級有關(guān)）、連續(xù)使用溫度（-50～240℃）、耐焊錫焊溫度（260℃、10秒～310℃、10秒）。

4.燃燒性能：有著出色的難燃性，不含有阻燃劑，其燃燒等級達(dá)到UL94V-0級水平，燃燒產(chǎn)物主要是二氧化碳和水，在火焰中不滴落，不產(chǎn)生有毒煙霧。

5.化學(xué)穩(wěn)定性：耐腐蝕性能，LCP制品在濃度為90%酸及濃度為50%堿存在下不會受到侵蝕，對于工業(yè)溶劑、燃料油、洗滌劑及熱水，接觸后不會被溶解，也不會引起應(yīng)力開裂。

6.電性能：優(yōu)良的電絕緣性能。其介電強度比一般工程塑料高，耐電弧性良好。在連續(xù)使用溫度200-300℃，其電性能不受影響。間斷使用溫度可達(dá)316℃左右。

7.耐候性能：耐氣候性、耐輻射性良好；對微波透明。

8.加工性：表觀粘度受剪切速度和溫度的影響較大，在適當(dāng)?shù)某尚蜅l件下，粘度可以變得較低；高流動性和低毛邊性，非常適用于小型電子零部件的成型；溶融粘度低，流動性好，不需要過高的射出壓力；對于具有復(fù)雜形狀的薄壁，推薦中～高速成型，,對較厚壁的產(chǎn)品有熔接問題時，在考慮金屬模具內(nèi)通氣 口的同時，選擇 20～40mm/sec.中·低速成型較合適；表面非常平整光滑；薄型成型品存在脆性。

四.應(yīng)用領(lǐng)域

4.1傳統(tǒng)工業(yè)

在商品化的工程塑料中，LCP具有很高的流動性，能填充細(xì)小及薄壁的產(chǎn)品，在無鉛回流工藝的高熱穩(wěn)定性及優(yōu)良的環(huán)保阻燃性，極低的吸水性，較短的成型周期，低收縮率等特點。

熱致LCP還可與多種塑料制成聚合物共混材料，這些共混材料中液晶聚合物起到玻纖增強的作用，可以大大提高材料的強度、剛性及耐熱性等。LCP具有高強度，高模量的力學(xué)性能，由于其結(jié)構(gòu)特點而具有自增強性；如果用玻璃纖維、碳纖維等增強，更遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他工程塑料，所以其應(yīng)用極為廣泛。

1.電子電氣：高密度連接器、線圈架、線軸、基片載體、電容器外殼、插座、表面貼裝的電子元件、電 子封裝材料、印刷電路板、制動器材、照明器材 、接插件、SIMM 插口、QFP 插口、發(fā)光二極管外殼、 晶體管類封裝件、注射成型線路部件(MID)、LED(MID)、PLCC(MID)、光感應(yīng)器(MID)、水晶振蕩器座 (MID)、集成塊支承座；

2.汽車工業(yè)：汽車燃燒系統(tǒng)元件、燃燒泵、隔熱部件、精密元件、電子元件；

3.航空航天：雷達(dá)天線屏蔽罩、 耐高溫耐輻射殼體、電子元件；

4.辦公設(shè)備：軟盤、硬盤驅(qū)動器、復(fù)印機、打印機、傳真機零部件；

5.視聽設(shè)備：揚聲器震動板、耳機開關(guān)；

6.體育器材：網(wǎng)球拍、滑雪器材、游艇器材；

7.醫(yī)療器材：外科設(shè)備、插管、刀具、消毒托盤、腹腔鏡及齒科材料；

8.消費材料：微波爐灶容器、食品容器、包裝材料；

9.化學(xué)裝置：精餾塔填料、閥門、泵、油井設(shè)備、計量儀器零部件、密封件、軸承 光纖通信 光纖二次被 覆、抗拉構(gòu)件、藕合器、連接器。

4.2 5G通訊領(lǐng)域

隨著電子設(shè)備向著更薄、更復(fù)雜的方向發(fā)展，對LCP的需求急劇增加。如今，通信速度越來越快，5G通信正在走向世界。由于這種新技術(shù)位于高頻范圍，所以對器件的材料提出更高的要求。

相比較高溫尼龍，LCP材料具有極低的吸水性和更好的介電穩(wěn)定性。LCP具有超低翹曲，高流動性，尺寸穩(wěn)定性，適合應(yīng)用在5G高速連接器。低介電常數(shù)，低介電損耗，電磁屏蔽的LCP材料還可以應(yīng)用在：鏡頭模組/FPC等。

基站上的應(yīng)用有：天線振子、移相器、高速連接器以及對耐高溫、高流動性需求的熱管理系統(tǒng)上。除了5G通信材料的應(yīng)用，LCP具有尺寸穩(wěn)定性，低揮發(fā)的LCP材料可以用于小型投影儀上。控制單元需要LCP材料的高耐熱，低線性膨脹系數(shù)以及尺寸穩(wěn)定性。

4.3 LCP應(yīng)用在柔性電路板

軟板又名柔性電路板，是以柔性覆銅板（FCCL）制成的一種具有高度可靠性，絕佳可撓性的印刷電路板，具有配線密度高、重量輕、厚度薄、彎折性好的特點。軟板的應(yīng)用幾乎涉及所有電子產(chǎn)品，如硬盤驅(qū)動器的帶狀引線、汽車電子、照相機、數(shù)碼 攝像機、儀器儀表、辦公自動化設(shè)備、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。對于智能手機、平板電腦、筆記本電腦等，軟板被用于制造射頻天線和高速傳輸線。隨著手機、平板、筆記本電腦和可穿戴設(shè)備等高端小型化電子產(chǎn)品的發(fā)展，對軟板的需求越來越大，市場空間已超120億美元。

LCP作為特種熱塑性材料，可在保證較高可靠性的前提下實現(xiàn)高頻高速軟板。LCP具有優(yōu)異的電學(xué)特征：

（1）在高達(dá)110GHz的全部射頻范圍幾乎能保持恒定的介電常數(shù)，一致性好；

（2）正切損耗非常小，僅為0.002，即使在110 GHz時也只增加到0.0045，非常適合毫米波應(yīng)用；

（3）熱膨脹特性非常小，可作為理想的高頻封裝材料。目前LCP主要應(yīng)用在高頻電路基板、COF基板、多層板、IC封裝、u-BGA、高頻連接器、天線、揚聲器基板等領(lǐng)域。隨著高頻高速應(yīng)用趨勢的興起，LCP將替代聚酰亞胺(PI)成為新的軟板工藝。

LCP作為一種特殊的材料，隨著液晶高分子的理論日臻完善，其在高性能結(jié)構(gòu)材料、信息記錄材料、功能膜及非線性光學(xué)材料等方面的作用將越來越多。

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