液晶又可分为溶致液晶聚合物和热致液晶聚合物。前者在溶剂中呈液晶态,后者因温度变化而呈液晶态。热致液晶聚合物是继溶致液晶聚合物之后兴起的,其综合性能优异,而且能够进行注塑、挤出成型加工。液晶聚合物分子的
液晶
英文名称: liquid crystal
注 释:
1888年,澳大利亚叫莱尼茨尔的科学家,合成了一种奇怪的有机化合物,它有两个熔点把它的固态晶体加热到145℃时,便熔成液体,只不过是浑浊的,而一切纯净物质熔化时却是透明的如果继续加热到175℃时,它似乎再次溶化,变成清澈透明的液体后来,德国物理学家列曼把处于"中间地带"的浑浊液体叫做晶体它好比是既不象马,又不象驴的骡子,所以有人称它为有机界的骡子液晶自被发现后,人们 并不知道它有何用途,直到1968年,人们才把它作为电子工业上的的材料
液晶显示材料最常见的用途是电子表和计算器的显示板,为什么会显示数字呢原来这种液态光电显示材料,利用液晶的电光效应把电信号转换成字符、图像等可见信号。液晶在正常情况下,其分子排列很有秩序,显得清澈透明,一旦加上直流电场后,分子的排列被打乱,一部分液晶变得不透明,颜色加深,因而能显示数字和图象
液晶的电光效应是指它的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等受电场调制的光学现象。
一些有机化合物和高分子聚合物,在一定温度或浓度的溶液中,既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性,这就是液晶。液晶光电效应受温度条件控制的液晶称为热致液晶;溶致液晶则受控于浓度条件。显示用液晶一般是低分子热致液晶。
根据液晶会变色的特点,人们利用它来指示温度、报警毒气等例如,液晶能随着温度的变化,使颜色从红变绿、蓝。这样可以指示出某个实验中的温度。液晶遇上氯化氢、氢氰酸之类的有毒气体,也会变色。在化工厂,人们把液晶片挂在墙上,一旦有微量毒气逸出,液晶变色了,就提醒人们赶紧去查、补漏。
液晶种类很多,通常按液晶分子的中心桥键和环的特征进行分类。目前已合成了1万多种液晶材料,其中常用的液晶显示材料有上千种,主要有联苯液晶、苯基环己烷液晶及酯类液晶等。液晶显示材料具有明显的优点:驱动电压低、功耗微小、可靠性高、显示信息量大、彩色显示、无闪烁、对人体无危害、生产过程自动化、成本低廉、可以制成各种规格和类型的液晶显示器,便于携带等。由于这些优点。,用液晶材料制成的计算机终端和电视可以大幅度减小体积等。液晶显示技术对显示显像产品结构产生了深刻影响,促进了微电子技术和光电信息技术的发展。
液晶是一种高分子材料,因为其特殊的物理、化学、光学特性,20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。 人们熟悉的物质状态为气、液、固,较为生疏的是电浆和液晶。液晶相要具有特殊形状分子组合始会产生,它们可以流动,又拥有结晶的光学性质。液晶的定义,现在已放宽而囊括了在某一温度范围可以是现液晶相,在较低温度为正常结晶之物质。而液晶的组成物质是一种有机化合物,也就是以碳为中心所构成的化合物。 同时具有两种物质的液晶,是以分子间力量组合的,它们的特殊光学性质,又对电磁场敏感,极有实用价值。 液晶在正常情况下,其分子排列很有秩序,显得清澈透明,一旦加上直流电场后,分子的排列被打乱,一部分液晶变得不透明,颜色加深,因而能显示数字和图象。 一些有机化合物和高分子聚合物,在一定温度或浓度的溶液中,既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性,这就是液晶。
液晶高分子(LCP)是介于液体和晶体之间的一种中间态,LCP在其液晶态相区间温度时的粘度较低,且高度取向,因此LCP材料具有一系列优异的性能,如高强度、高模量、突出的耐热性、极小的线膨胀系数、优良的耐燃性、电绝缘性、耐化学腐蚀性、耐气候老化和能透微波,以及优异的成型加工性能等。根据液晶形成的条件又可分为热致性LCP和溶致性LCP等,溶致性液晶聚合物的液晶态是在溶液中形成,热致性液晶聚合物的液晶态是在熔体中或玻璃化温度以上形成。溶致性液晶可用溶剂法纺丝生产纤维或薄膜,热致性液晶可注塑、挤出成型等。热致性液晶应用更加广泛,已工业化生产的热致性液晶绝大多数是芳香族聚酯LCP。
自1965年第一个LCP产品Kevlar在杜邦公司问世,其优越的性能就受到人们重视,至今用Kevlar制造的纤维广泛的应用于各个领域,如用于飞机和制造防弹衣等。但Kevlar是溶致性LCP。几乎在同一时期,许多科学家对热致性LCP进行了研究,并于上世纪70-80年代开花结果,多种热致性LCP产品问世,其中大多数是芳香族聚酯LCP。
美国Carborundum公司的Economy J、Cottis S等人[2]研究了对羟基苯甲酸(HBA)、对苯二酚(氢醌、HQ)和及不同比例的酞酸(对苯二甲酸或间苯二甲酸,TPA)共聚得到LCP,并在1970年申请了专利,并于1972年宣布商业化生产(牌号EKKcel)。
1977年Gordon、Calundann等[3]研究了对羟基苯甲酸(HBA)和2,6酸(HNA)熔融聚合得到LCP,结构如图3。Hoechst-Celanese(赫斯特-塞拉尼斯)公司在此基础上进一步研究,1985年开始生产,并形成了Vectra系列产品。
1976年Eatman-Kodak(伊斯曼-柯达公司)公司的Jackson WJ Jr,和Kuhfnss HF等[4]用对羟基苯甲酸(HBA)和PET 在熔融状态下反应得到HBA/PET组成在60/40的LCP,Eatman-Kodak公司1986年开始生产以X-7G为牌号的产品
1993年Eastman公司研究了[5]对羟基苯甲酸(HBA)、2,6-萘二甲酸 (NDA)、氢醌(HQ)为单体聚合而成的热致性液晶共聚酯,此方法合成的LCP材料降低了原料成本,且改进了液晶共聚酯的工艺。
2003年Eastman公司把LCP部门转让给了Du pont公司,Titan牌号产品并入Zenite系列。8 ^+ C t9 b% n% S! {1 s5 m
Du pont公司起初生产HX牌号LCP材料,HX系列以对羟基苯甲酸(HBA)、氢醌(HQ)、间苯二甲酸(TPA)为单体聚合而得。后来又推出推出了Zenite系列LCP材料,Zenite系列以对羟基苯甲酸(HBA)、氢醌(HQ)、间苯二甲酸(TPA)、联苯二酚(BP)、2,6-萘二甲酸(NDA)为单体聚合而得[6],Zenite系列相对于HX系列具有更好的加工性和热稳定性,2003年Titan牌号产品并入Zenite系列后,Du pont公司的LCP产品系列更加完备。
Bayer公司生产K牌号LCP材料,是以对羟基苯甲酸(HBA)、氢醌(HQ)、对苯二甲酸(TPA)、间苯二甲酸(IPA)、联苯二酚(BP)为单体聚合而得[7]。
BASF公司生产Ultrax牌号LCP材料,是以对羟基苯甲酸(HBA)、氢醌(HQ)、对苯二甲酸(TPA)、间苯二甲酸(IPA)为单体聚合而得[8]。
美国的Granmont公司的Granular牌号LCP材料,是以对苯二甲酸(TPA)、苯基氢醌(PhHQ)、苯乙烯基氢醌(StHQ)单体聚合而得[9],也是商业化产品中为数不多的不含对羟基苯甲酸单体的芳香族聚酯LCP材料。
液晶高分子的主要应用
简介:
(一)高强度高模量材料;(二)在数字及图像显示方面的应用;(三)在信息储存方面的应用;(四)温度的显示;(五)气体的检测;(六)浅层肿瘤的诊断;(七)生物性液晶高分子。
详细介绍:
1,高拉伸强度和高模量的纤维
液晶高分子主链或侧链带有介晶基元,在外力作用下容易沿分子链取向,取向获得高拉伸强度和高模量,特别适用于制作高强度工程塑料。如: 芳族聚酰胺型Kevlar 纤维的比强度和比模量均达到钢的10倍; 阿波罗登月飞船软着陆降落伞带就是用kevlar29 制备的; Kevlar 纤维还可用于防弹背心, 飞机、火箭外壳材料和雷达天线罩等。
2分子复合材料
将具有刚性棒状结构的主链型高分子液晶材料分散在无规线团结构的柔性高分子材料中,即可获得增强的分子复合材料。
3信息存储介质
带有信息的激光束照射液晶存储介质时,局部温度升高, 液晶聚合物熔融成各向同性的液体, 从而失去有序度。激光束消失以后, 又凝结成为不透光的固体, 信号被记录。液晶高分子用于存储显示寿命长、对比度高、存储可靠、擦除方便, 因此有极为广阔的发展前景。
4精密温度指示材料
向列型液晶和胆甾型液晶的混合物呈平行并顺次扭转的螺旋结构, 而且其螺距随温度变化而发生显著变化。被测物体的表面温度若有变化, 液晶分子排列的螺距即发生变化, 偏振光的旋转角度也随之发生变化, 因而返回光的强度也会发生变化。人们利用此现象制造出微温传感器。
5高分子液晶显示材料
在电场作用下高分子液晶具有从无序透明态到有序非透明态的转变能力, 在理论上可以与用显示器件。但目前尚未进入实际应用阶段(高分子液晶黏度较大,相对于小分子响应速度太慢)。
6功能液晶高分子膜
液晶态具有低黏性、高流动性、易膨胀性和有序性的特点,特别是在电、磁、光、热、力场和pH改变等作用下,液晶分子将发生取向和其他显著变化,使液晶膜比高分子膜具有更多的气体、水、有机物和离子透过通量和选择性。液晶膜具有原材料成本较低、使用方便、易大面积超薄化和力学强度大等特点。液晶膜作为富氧膜、烷烃分子筛膜、包装膜、外消旋体拆分膜、人工肾脏、控制药物释放膜和光控膜将获得十分广泛的应用。
7生物性液晶高分子
细胞膜中的磷脂可形成溶致型液晶;构成生命的基础物质DNA 和RNA 属于生物性胆甾液晶,它们的螺旋结构表现为生物分子构造中的共同特征;植物中起光合作用的叶绿素也表现液晶的特性。8其它
高分子液晶弹性体具有取向记忆功能,其取向记忆功能是通过分子链的空间分布来控制致晶单元的取向。在机械力场下,只需要20%的应变就足以得到取向均一的液晶弹性体。液晶弹性体无论在理论上还是在实际上都具有重要意义。具SC型结构的的液晶弹性体的铁电性,压电性和取向稳定性可能在光学开关和波导等领域有诱人应用前景。
此外,将具有非线性光学特性的生色基团引入高分子液晶弹性体中,利用高分子液晶弹性体在应力场、电场、磁场等的作用下的取向特性,可望制得具有非中心对称结构的取向液晶弹性体,在非线性光学领域有重要的应用。
液晶(Liquid
Crystal)是一种高分子材料,因为其特殊的物理、化学、光学特性,20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。
人们熟悉的物质状态(又称相)为气、液、固,较为生疏的是电浆和液晶(Liquid
Crystal,简称LC)。液晶相要具有特殊形状分子组合始会产生,它们可以流动,又拥有结晶的光学性质。液晶的定义,现在以放宽而囊括了在某一温度范围可以是现液晶相,在较低温度为正常结晶之物质。而液晶的组成物质是一种有机化合物,也就是以碳为中心所构成的化合物。
同时具有两种物质的液晶,是以分子间力量组合的,它们的特殊光学性质,又对电磁场敏感,极有实用价值。
1888年,奥地利叫莱尼茨尔的科学家,合成了一种奇怪的有机化合物,它有两个熔点。把它的固态晶体加热到145℃时,便熔成液体,只不过是浑浊的,而一切纯净物质熔化时却是透明的。如果继续加热到175℃时,它似乎再次熔化,变成清澈透明的液体。后来,德国物理学家列曼把处于“中间地带”的浑浊液体叫做晶体。它好比是既不象马,又不象驴的骡子,所以有人称它为有机界的骡子液晶自被发现后,人们并不知道它有何用途,直到1968年,人们才把它作为电子工业上的的材料
液晶显示材料最常见的用途是电子表和计算器的显示板,为什么会显示数字呢?原来这种液态光电显示材料,利用液晶的电光效应把电信号转换成字符、图像等可见信号。液晶在正常情况下,其分子排列很有秩序,显得清澈透明,一旦加上直流电场后,分子的排列被打乱,一部分液晶变得不透明,颜色加深,因而能显示数字和图象。
液晶的电光效应是指它的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等受电场调制的光学现象。
一些有机化合物和高分子聚合物,在一定温度或浓度的溶液中,既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性,这就是液晶。液晶光电效应受温度条件控制的液晶称为热致液晶;溶致液晶则受控于浓度条件。显示用液晶一般是低分子热致液晶。
根据液晶会变色的特点,人们利用它来指示温度、报警毒气等。例如,液晶能随着温度的变化,使颜色从红变绿、蓝。这样可以指示出某个实验中的温度。液晶遇上氯化氢、氢氰酸之类的有毒气体,也会变色。在化工厂,人们把液晶片挂在墙上,一旦有微量毒气逸出,液晶变色了,就提醒人们赶紧去检查、补漏。
液晶种类很多,通常按液晶分子的中心桥键和环的特征进行分类。目前已合成了1万多种液晶材料,其中常用的液晶显示材料有上千种,主要有联苯液晶、苯基环己烷液晶及酯类液晶等。液晶显示材料具有明显的优点:驱动电压低、功耗微小、可靠性高、显示信息量大、彩色显示、无闪烁、对人体无危害、生产过程自动化、成本低廉、可以制成各种规格和类型的液晶显示器,便于携带等。由于这些优点。用液晶材料制成的计算机终端和电视可以大幅度减小体积等。液晶显示技术对显示显像产品结构产生了深刻影响,促进了微电子技术和光电信息技术的发展。
液晶材料的发现,正式於1888年,将胆固醇的苯二甲酸或以酸加热到145度时,有白浊稠状液体,再加热至178度,会变成透明液体,冷却下来则有紫色、橙红色、绿色等不同颜色变化。根据液晶形成的条件可分为热致液晶和溶致液晶;按相态分类可分为向列相,近晶相和手性相。溶致液晶,将某些有机物放在一定的溶剂中,由于溶剂破坏结晶晶格而形成的液晶,被称为溶致液晶。比如:简单的脂肪酸盐、离子型和非离子型表面活性剂等。溶致液晶广泛存在于自然界、生物体中,和生命息息相关,但在显示中尚无应用。热致液晶,热致液晶是由于温度变化而出现的液晶相。低温下它是晶体结构,高温时则变为液体,这里的温度用熔点( TM) 和清亮点( TC ) 来标示。液晶单分子都有各自的熔点和清亮点,在中间温度则以液晶形态存在。目前用于显示的液晶材料基本上都是热致液晶。在热致液晶中,又根据液晶分子排列结构分为三大类:近晶相(SMECTIC) 向列相(NEMATIC) 和胆甾相(CHOLESTERIC) 目前,各种形态的液晶材料基本上都用于开发液晶显示器,现在已开发出的有各种向列相液晶、聚合物分散液晶、双(多) 稳态液晶、铁电液晶和反铁电液晶显示器等。而在液晶显示中,开发最成功、市场占有量最大、发展最快的是向列相液晶显示器。按照液晶显示模式,常见向列相显示就有TN (扭曲向列相) 模式、HTN (高扭曲向列相) 模式、STN (超扭曲向列相) 模式、TFT (薄膜晶体管) 模式等。