选择特殊符号
选择搜索类型
请输入搜索
此方法是先将棒状聚合物与柔性链聚合物溶解在共同的溶剂中。在低于液晶形成的临界浓度下沉淀。在临界浓度以下,溶液为各向同性。将各向同性溶液挤出到凝固浴中,尽可能避免结晶的生成最理想的情况是,混合溶液通过凝固剂排除溶剂之后,棒状分子以分子分散在柔性链分子中。但实际上,用此法制备的分子复合材料,其棒状分子形成很细的微纤网络,其尺寸约为 30nm左右。
涂覆在玻璃板上的 PPTA 薄层溶液用丙酮浸渍后用超声波辐射,从丙酮的悬浮液中得到直径为几十纳米的微纤,然后用聚氯乙烯的四氢呋喃溶液置换丙酮,并采用溶液浇铸的方法制得 PPTA 微纤增强PVC的复合材料薄膜。当复合薄膜的微纤形成缠结时,断裂表面的扫描电镜照片有许多大孔隙形成。这说明微纤呈均匀分散状态。原则上讲,此种方法不能制备理想结构的分子复合材料。
原位聚合是可使刚性分子链均匀分散的一种分子复合的新途径。在挠曲性聚合物(或单体)中溶解刚直棒状聚合物分子单体,然后就地聚合,生成的刚棒聚合物分子均匀地分散在高分子基体中而形成原位分子复合材料。这种方法称为原位聚合法。也就是将可形成刚性高分子链的单体溶解于基材聚合物(或单体)中,在一定条件下就地聚合而对基体起到增强的作用,从而达到两种高分子的分子水平的接触。
原位复合法是指用热致液晶高分子与热塑性聚合物熔融共混。由于液晶高分子有易于取向的特点,共混物熔体在加工剪切应力下注射或挤出成型时,液晶微区取向成微纤结构,这种结构在制品冷却过程中能有效地被冻结起来。液晶高分子能起到加工助剂和增强剂的双重作用,取向液晶相对熔体流动起润滑作用,使熔体粘度降低。这对改进热塑性复合材料的加工很有益处。
嵌段 - 共聚法是实现分子复合的一种有效途径。由于嵌段与接枝液晶高分子其分子链上同时具有液晶段和非液晶段,从而可以在原位复合材料的两相界面上起到 "桥梁" 的作用,增进两相界面的相互粘结,阻止了聚合物共混在溶液中发生的相分离。其溶液加工方法是先合成ABA嵌段成 "毛状棒" 悬挂嵌段共聚物,其中一段是刚棒状聚合物,另一段为热塑性聚合物。然后用该共聚物进行溶液加工制备分子复合材料。
①分子复合材料是短纤维增强复合材料向分子水平的延伸,因此要求增强剂应该是具有高的长径比的刚棒状分子。分子单元应具有高强度、 高模量,以达到最大的增强效果。刚性棒状的液晶高分子则具有很大的长径比。比如,分子量等于 30000 和 41000 的PBZT分子的长径比分别高达 300 和 400。理想的液晶高分子复合材料是以单个分子作为增强剂,长径比可达到最大值,因此可以实现最大的增强效果;
②热致液晶高分子的微纤增强是一个显微层次上的增强技术,在加工过程中形成纤维(所谓原位) 。与宏观纤维相比,它没有纤维与基体材料间的粘合困难,也不存基质相和增强剂相在热膨胀系数方面的差异,能充分发挥增强剂分子的内在优异力学性能 ,高温环境稳定性和高耐热性等。此外 ,少量的液晶高分子的加入可以降低共混物的加工粘度,减少了对设备的磨损,从而提高了制备的经济性;
③由于增强剂的分散程度达到了分子级别,所以能够充分发挥材料的协同效应。同时,较少用量的增强剂就可以实现大量宏观纤维的增强效果。例如 1983 年道氏公司的黄文芳等人用刚性棒状高分子聚苯并噻唑增强柔性高分子聚苯并咪唑,成功地制得了高性能分子复合材料。其抗拉强度达 700MPa,模量达62GPa,能耐 550 ℃高温,综合性能超过铝合金,而比重仅为铝合金的 50 %;
④由于液晶高分子分子复合材料通常是通过共聚或与极少量的硬段分子共混,其加工性能与基体的加工性能相当。它们适应于各种成型方法,而不需要特别的加工设备。传统的纤维复合材料存在着加工污染大、 设备磨损严重、 难于加工、 流动性差等不足;
⑤可用作热塑性工程塑料,也可制成适合于不同用途的纤维和薄膜,可见液晶高分子分子复合材料有着广泛的应用前景。
树脂基复合材料通常是以玻璃纤维、 碳纤维等宏观纤维作为增强成分,以热固性或热塑性树脂为基质复合而成的。其产品的品质等级很多,用途十分广泛,但仍存在一些问题。例如纤维与基质材料间的粘合力不够理想,以及两者的热涨系数相差较大,而这两个问题正是材料破坏的关键,导致其抗冲击性能较低。此外,特别是在使用玻璃纤维作为增强体的场合,配料的高粘度和高摩擦不仅要求很高的能量消耗,而且很容易造成设备的损坏。由于传统纤维增强复合材料的这些局限性,们开始寻求一种新的复合材料体系。液晶高分子分子复合材料的出现为人们获得具有高模量、 高性能、 易加工的新型复合材料提供了一条崭新的途径和方法。
高分子复合材料是以高分子为主材,陶瓷材料为耐磨相,以北京耐默公司为例型号主要有:1、KN17高分子聚合物2、KN7051碳化硅高分子材料
高分子材料是指分子量在10000及以上的重复单元组成的材料,简单的说,高分子材料就是我们日常见到的塑料,纤维,橡胶;高分子复合材料是指高分子材料和其他材料复合而成的材料,最简单的论坛是由橡胶和帘子线复...
高分子复合材料是以高分子为主材,陶瓷材料为耐磨相,以北京耐默公司为例型号主要有:1、KN17高分子聚合物2、KN7051碳化硅高分子材料
液晶高分子分子复合材料(Molecular composite)是一种新型的高分子复合材料,其概念是由日本的Takayanagi和美国的 Helminiak等人差不多同时在20世纪80 年代初提出来的。它通常是指将纤维与树脂基体的宏观复合扩展到分子水平的微观复合,也就是用刚性高分子链或微纤作增强剂,并以接近分子水平的分散程度分散到柔性高分子基体中的复合材料。
液晶高分子分子复合材料将液晶高分子的特性如链刚性,大的长径比,高取向性 ,优秀的耐热性等和其他复合成分的有用性质结合起来 ,有利于改善材料的性能 ,扩大材料的应用领域。另外分子复合材料在加工性和性能方面也有许多潜在的优点。相信在不久的将来 ,液晶高分子分子复合材料将具有更加喜人的发展前景。
但是 ,液晶高分子分子复合材料也有它的不足 ,例如它的压缩强度远远低于碳纤维复合材料。这限制了它在高性能复合材料某些领域的应用。于是 ,兼用两类纤维制造的复合材料以克服各自的缺点和发挥其优点已成为工业界的共识和实践。何嘉松提出的原位混杂增强复合材料的概念可谓这一思想的体现。它是指一个由高性能树脂、 热致液晶聚合物和碳纤维组成的三元体系中形成的增强结构。这种复合体系就充分发挥了热致液晶聚合物和宏观纤维的各自优势。可见 ,从分子增强复合材料向原位混杂增强复合材料过度是复合材料发展的又一重大趋势。
高分子液晶材料
高分子液晶材料 高分子 1101 田原 3110705027 摘要 : 液 晶 高分 子是 在 一 定 条件 下 能以 液 晶相 态存 在 的高 分 子,高 分 子 化 合 物 的 功 能 特 性 和 液 晶 相 序 的 有 机 结 合 赋 予 了 液 晶 高 分 子 以 鲜 明 的个 性和 特 色 , 以高 强 度、 高 模量 、低 热 膨 胀 率 、耐 辐 射 和 化 学 药品 腐蚀 等 优 异 性能 开 辟了 特 种高 分子 材 料的 新 领域 。在 机 械 、 电 子 、 航 空 航 天等 领 域 的 应 用 已 崭 露 头 角 , 目 前 正 向 生命 科 学 、 信息 科学 、 环 境 科学 蔓 延渗 透 , 并 将 波 及 其 它科 技领 域 。 关键 词 : 高 分子 液 晶材 料 历 史 与发 展 结 构 与性 能 一 、概 述 液 晶 LCD( Liq ui d Cr
功能高分子材料复合材料
第四课时 §3.3.4 功能高分子材料 复合材料 教学过程: 【引言 】前面三节课,我们学习了传统意义上的有机高分子材料中的三大合成材料(塑料、 合成纤维、合成橡胶) ,今天,我们来了解第四大合成材料(功能高分子材料)以及复合材 料。 【板书】 §3.3.4功能高分子材料 复合材料 【过渡】 何谓功能高分子材料?它的分类如何?它的性能和应用怎样?这些是我们这节课 要弄清楚的。 【教师讲解】 一、功能高分子材料: 1.功能高分子材料的定义:功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能,又 有某些特殊功能的高分子材料。 (它是一类性能特殊、使用量小、附加值高的高分子材料。 是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的一种新型材料。 ) 2.功能高分子材料的分类: 物理功能高分子材料 如:导电材料、光敏性材料、液晶高分子材料 功能高分子材料 分离功能高分子材料 如:膜材料、吸附分离功
(1)结构材料
高分子液晶的重要应用方向就是制作高强度高模量纤维、液晶自增强塑料及原位复合材料,在航空、航天、体育用品、汽车工业、海洋工程及石油工业及其他部门得到广泛应用。例如Kevlar49纤维具有低密度、高强度高模量、低蠕变性的特点,且在静电荷及高温条件下仍有优良的尺寸稳定,特别适合于作复合材料的增强纤维。Kevlar29的伸长度高,耐冲击性优于kev-lar49,已用于制造防弹衣和各种规格的高强缆绳等。它仍是溶致性高分子液晶中规模最大的工业化产品。
(2)功能性高分子液晶的应用
小分子液晶,其分子因外界的微弱的电场、磁场和极微弱的热刺微而改变排列方向或分子运动发生紊乱,因而它的光学性质发生改变,由于对外界刺激灵敏已被广泛用作信息显示和检测材料。向列型液晶由于其显示液晶的温度范围低及具有电光效应而在电子工业中用作显示器件,胆甾型液晶具有热光效应而被制作热敏元件、温度计及彩色薄膜液晶显示器。高分子液晶由于粘性高、松池时间长、响应时间长,应用方面受到限制,但高分子液晶也因其由结构特征带来的易固定性、聚集态结构多样性等特点而具有一定的功能性。除用作结构材料外,由于高分子液晶同小分子液晶一样也具有特殊的光学性质、电光效应、热光效应等,也可以用作信息显示材料、光学记录材料、储存材料、非线性光学材料等。 2100433B
液晶分子在空间的排列的物理结构,在空间排列有序性的不同,可分为向列型、近晶型胆甾型、和碟型液晶四类。
①向列型结构。在向列型结构中分子相互间沿长轴方向保持平行,分子只有取向有序,但其重心位置是无序的,不能构成层片。向列型液晶分子是一维有序排列,因而这种液晶有更大的运动性,其分子能上下、左右、前后滑动,有序参数值S值在0.3~0.8之间。
②近晶型液晶。分子排列成层,层内分子长轴互相平行,分子重心在层内无序,分子呈二维有序排列,分子长轴与层面垂直或倾斜。分子可在层内前后、左右滑动,但不能在上下层之间移动。由于分子运动相当缓慢,因而近晶型中间相非常粘滞。近晶型液品的规整性近似晶体,是二维有序排列,其有序参数值S高达0.9。
③胆甾型液晶。是向列型液晶的一种特殊形式,其分子本身平行排列,但它们的长轴是在平行面上,在每一个平面层内分子长轴平行排列,层与层之间分子长铀逐渐偏转,形成螺旋状结构。其螺距大小取决于分子结构及温度压力、磁场或电场等外部条件。
④碟型液晶。碟状分子一个个地重叠起来形成圆柱状的分子聚集体,故又称为柱状相,在与圆柱平行的方向上容易发生剪切流动。
根据结构有序性的类型与程度,液晶有:向列型晶相液晶、近晶型晶相液晶、胆甾醇型液晶等。按照液晶高分子的分子链结构,可以分为:主链型液晶高分子(main-chain liquid crystalline polymer), 侧链型液晶高分子(side-chain liquid crystalline polymer)。液晶相依其生成条件,可分为:热致液晶相、溶致液晶相以及因其他外场(压力、电场、磁场、光照等)作用而诱发产生的场致液晶相等