液晶高分子材料的现状及发展前景

液晶高分子材料的现状及发展前景

1937年Bawden和Pirie[1]在研究烟草花叶病病毒时，发现其悬浮液具有液晶的特性。这是人们第一次发现生物高分子的液晶特性，其后1950年，Elliott与Ambrose第一次合成了高分子液晶，溶致型液晶的研究工作至此展开。50年代到70年代，美国Duponnt公司投入大量人力才力进行高分子液晶发面的研究，取得了极大成就，1959年推出芳香酰胺液晶，但分子量较低，1963年，用低温溶液缩聚法合成全芳香聚酰胺，并制成阻燃纤维Nomex，1972年研制出强度优于玻璃纤维的超高强.高模量的Kevlar纤维，并付注实用，以后，高分子液晶的研究则从溶致型转向为热致型。

一、液晶主要分类：

1、主链型液晶高分子，主要包括

（1）溶液型主链高分子液晶

（2）热熔型主链高分子液晶

2、侧链型高分子液晶，主要包括

（1）溶液型侧链高分子液晶

（2）热熔型侧链高分子液晶

二、液晶高分子的研究进展

关于液晶高分子几年来的主要进展可概括为以下几个方面：

（1）合成出一系列含有各种新型介晶基元的液晶高分子，如柱状(或碟状)液晶分子、复合型液晶高分子以及刚性链侧链型液晶高分子.

(2)部分液晶高分子品种已实现了工业化生产.基础研究和应用基础研究取得了显著进展，如液晶高分子结构与性能关系；液晶高分子相变动力学和热力学；液晶高分子的固态结构和结晶行为；溶致液晶高分子相图；热致液晶高分子加工流变学及其共混改性理论等，都取得了显著进展.在此基础上开发了复合材料和原位复合材料.

(3)新型功能液晶高分子的合成以及液晶高分子在外场作用下的液晶行为研究也取得发显著进展.

三、液晶高分子研究趋势

液晶高分子虽然近年来有了迅速的发展，但总体上还只是处于发展的初期.预计今后将会更蓬勃的发展.其发展趋势主要有以下几方面：

(1)努力降低液晶高分子产品成本.主要途径是扩大生产规模、寻找和选用更廉价的单体、改进合成工艺和采用共混方法等.

(2)研究解决制品的各向异性如“焊缝”等问题.主要途径有:改进模具设计和成型条件、玻纤增强和填料填充以及共混技术.

(3)大力发展分子复合材料和原位复合材料.

(4)发展功能液晶高分子，这主要是侧链型液晶高分子，主要集中于聚硅氧烷类、聚丙烯酸

酷类以及含有手性基团的液高分子，以及铁电液晶高分子.其应用领域主要是光记录和存储材料、显示材料、铁电和压电材料非线性光学材料以及具有分离功能的材料和光致变色材料.

(5)开发新的成型加工技术和新品种.

四、液晶高分子材料攒在的主要问题

虽然液晶高分子材料的研究领域广泛，应用宽广，但是从多篇文献及研究结果来分析，整体上还存在一些普遍的问题。

例如：价格高、研究水平低、工艺复杂、投资少

任何一种材料的开发都必须有完善的理论作基础，都必须以满足社会的发展需要为根本目的，同样，高分子液晶也不例外。因此有必要加强诸如:高分子液晶理论，液晶态结构，相变动力学与热力学，液晶共聚物的序列结构，高分子液晶的结构与功能关系，高分子液晶的分子设计等重要基础理论问题的研究；发展热熔型高分子液晶结构材料，特别是共聚酯类的液晶自增强塑料，可以按其热变形温度的高低开发不同档次的液晶聚合物，以满足高科技领域、国民经济各部门和家用电器等不同层次的需要；发展高比强、高比模和耐高温的热熔型液晶高分子纤维，包括芳纶纤维和共聚酯纤维；搞好配套项目的发展，应加强为开发高分子液晶材料所必须的单体等原料的开发和高分子液晶成型加工技术及设备的研究，包括工程技术和应用开发等。

总而言之，液晶高分子作为一种较新的材料，人们对它的认识还不足，但随着液晶高分子的理论日臻完善，其应用也日益广。可以肯定，作为一门交叉学科，液晶高分子材料科学在高性能结构材料、信息记录材料、功能膜及非线性光学材料等方面的开发中必将发挥越来越重要的作用。