液晶聚合物(有兩種英文說法:一種是Liquid Crystalline Polymer,即液晶聚合物;另一種是Liquid Crystalline Polyester,即液晶聚酯,二者內涵外延有別。簡稱LCP)是一類具有液晶性質的聚合物才倆,其分子結構中含有剛性棒狀基團和柔性鏈段,能在特定條件下形成液晶態。
LCP(液晶聚合物)的分類方法多樣。首先,根據合成單體的不同,LCP可分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。其次,依據形成液晶相的條件,它又能被劃分為溶致性液晶(LLCP)和熱致性液晶(TLCP),盡管TLCP的工業化進程稍晚于LLCP,但其憑借卓越的成型加工性能,發展勢頭強勁,新品種層出不窮,已遠超LLCP。此外,根據液晶基元在聚合物分子中的位置,LCP產品可分為主鏈型、側鏈型和復合型液晶聚合物。最后,按應用領域劃分,LCP還可分為薄膜級、注塑級和纖維級。
從分子設計的角度,商用 LCP 主要有三種類型。一是由多苯環剛性分子單體共聚而成;二是在分子結構中導入萘環;三是在分子鏈中引入脂肪族鏈段。不同類型的 LCP,因其分子結構不同,熔點和耐熱性也有所差異,通常耐熱性順序為 I 型 > II 型 > III 型 。
發展史 1937年,Bawden和Pirie在探究煙草花葉病病毒時,首次觀察到其懸浮液展現出液晶特性,這一發現標志著人類首次認識到生物高分子具備液晶性質。隨后,在1950年,Elliott和Ambrose成功合成了高分子液晶,這一里程碑式的成就正式拉開了對液晶聚合物(LCP)深入研究的序幕。
LCP的特性 低熱膨脹系數:LCP材料具有極低的線膨脹系數,使其在高溫環境下保持較好的尺寸穩定性。這一特性使得LCP材料廣泛用于高精度的電子封裝和連接器等領域。 高耐高溫性能:LCP材料具有出色的高溫穩定性,能夠在較高溫度下保持良好的力學性能和尺寸穩定性。因此,LCP材料被廣泛應用于要求高溫環境下工作的電子器件、汽車零部件等領域。 優異的電氣性能:LCP材料具有優良的絕緣性能、低介電常數和低介電損耗等特性,使其成為高頻電子器件和微波組件的理想材料。此外,LCP材料具有優異的抗ESD(靜電放電)性能,可用于防止靜電對電子器件的損害。 優良的機械性能:LCP材料具有較高的強度和剛度,具有很好的耐疲憊性和抗沖擊性能。這使得LCP材料適用于要求高機械性能的零件制造,如汽車零件、工業零件等。 優異的耐化學性:LCP對酸、堿、溶劑和大多數化學品具有良好的抵抗力,這使得其在化工和電子行業中廣泛應用。
應用領域 1. 電子領域 應用場景:電子器件的封裝、電路板連接器,具體包括手機、平板電腦、計算機等產品中的芯片封裝和電路板連接器。 作用:利用低熱膨脹系數和高耐高溫性能,在高溫環境下維持器件的穩定性。
2. 汽車領域 應用場景:汽車零部件制造,像傳感器、電線連接器、汽車儀表板等。 作用:憑借優異的耐高溫性能和機械性能,保障汽車零部件在汽車運行環境中的正常使用。
3. 醫療領域 應用場景:醫療設備制造,例如手術器械、人工心臟瓣膜、醫學成像設備。 作用:依靠優良的化學穩定性和生物相容性來制造醫療設備;利用對光學器件的良好透明性能用于醫學成像設備制造。
4. 航空航天領域 應用場景:航空航天器件和部件的制造。 作用:基于極低的熱膨脹系數和輕質化的特點,滿足航空航天領域對材料耐高溫和輕量化的要求。
發展趨勢 全球LCP樹脂材料的年產能約為7.6萬噸,主要集中在美國和日本。美國塞拉尼斯、日本寶理和住友是主要的生產商。塞拉尼斯收購杜邦的LCP業務后,其全球產能增至2.2萬噸,占全球近30%。這三家公司的總產能占全球的63%。中國的LCP產能為1.6萬噸,日本為3.4萬噸,美國為2.6萬噸,分別占全球產能的21%、45%和34%。美日企業自20世紀80年代起就開始研發LCP,而中國起步較晚,長期依賴進口。 LCP全球占有份額(%)
從2002年到2016年,全球LCP市場需求量顯著增長,從1.6萬噸增加到5.4萬噸,市場規模達到9.5億美元。根據Zion Market Research的預測,到2023年,全球LCP市場規模預計將增長至14.5億美元,2016至2023年間的復合年增長率約為6.2%。 全球LCP材料需求大規模及預測(萬噸)
LCP材料因其卓越的物理性能,在多個領域有著廣泛的應用。最初,美國發明了TLCP材料,并將其主要用于耐高溫的微波爐等爐具,但由于利潤不高,美國逐漸退出了這一生產領域。與此同時,日本廠商持續關注并發展LCP材料的生產和研發。隨著工程領域對特殊材料需求的增長,LCP材料因其獨特的物理性能重新受到重視。根據Prismane consulting的統計,電子電器及消費電子、工業、汽車是LCP材料的主要下游應用領域,分別占據80%、7%和6%的市場份額,其中連接器的用量接近三分之二。 LCP各領域應用占比情況
近年來,LCP材料的市場需求快速增長,尤其在電子電氣領域表現突出。在電子電氣行業,LCP被廣泛用于制造高密度連接器、線圈架、線軸、基片載體和電容器外殼等部件。在航空航天領域,LCP用于生產雷達天線屏蔽罩和耐高溫耐輻射的殼體。在汽車工業中,LCP應用于汽車燃燒系統元件、燃燒泵、隔熱部件和精密電子元件等。此外,作為纖維材料,LCP還用于宇宙飛船安全氣囊、輪胎增強材料和防割手套等。隨著應用領域的持續擴展,預計LCP的市場規模將繼續增長。
全球各大公司 LCP 主要型號的液晶高分子產品類型
深圳九合,作為Celanese LCP產品的專業分銷伙伴,我們匯Celanese多種類LCP產品,全面覆蓋您的每一個需求細節。我們誠邀您蒞臨咨詢,共啟高品質采購之旅,讓每一份選擇都精準對接您的多樣化需求!