Разновидности инженерных пластиков. Жидкокристаллический полимер на основе полиэфира (LCP). Часть 1

X-7G является первым термотропным жидкокристаллическим полимером, который был изготовлен литьем под давлением или образованием нитей из расплава. Однако затем Eastman Kodak отозвал свой план маркетинга X-7G и изменил цель, выпустив полностью ароматический полиэфир, коммерциализированный как TITAN (THERMX), в 1996 году. Он был приобретен затем корпорацией DuPont в 2003 году. В Японии корпорация Sumitomo Chemical приобрела компанию EKKCEL у Carborundum и начала поставлять продукцию на японский рынок под торговой маркой EKONOL ещё в 1979 году. Sumitomo Chemical произвела EKONOL (SUMIKASUPER LCP), используя реактор поликонденсации месильного типа. Технология Carborundum была также продана Dartco, а LCP был продан в продажу как XYDAR в 1984 году. XYDAR также продавался в Японии компанией Nippon Petrochemical в 1986 году, но Dartco продала бизнес компании Amoco в 1989 году. Затем Solvay приобрела XYDAR в 2001 году. В 1985 году Celanese выпустил на рынок VECTRA, в состав которого входит HBA / 6-гидрокси-2-нафтоевая кислота (HNA). Hoechst приобрела Celanese в 1987 году, а затем бизнес LCP был передан независимой компании Ticona.

VECTRA также продается в Японии компанией Polyplastics. Компания Unitika разработала RODRUN на основе HBA / PET по лицензии Eastman Kodak в 1986 году. В то же время Mitsubishi Kasei выпустила на рынок NOVACCURATE на основе HBA / PET, который был произведен по уникальной технологии полимеризации. Поскольку LCP обладают различными характеристиками, не реализованными обычными инженерными пластиками, другие химические компании, такие как BASF (с маркой ULTRAX), Bayer (POLYSTAL), ICI (VICTREX SRP), Idemitsu Petrochemical (IDEMITSU LCP), Granmont (GRANLAR), Rhone-Poulenc (RHODESTER), Kawasaki Steel (K-LCP), Tosoh Susteel и Mitsubishi Gas Chemical занимались разработкой LCP с 1986 по 1990 год. Таким образом, многие химические компании искали новые возможности для рынка LCP, но в тот момент мировой рынок LCP всё ещё оставался небольшим. Соответственно, большинство вышеперечисленных компаний вышли из бизнеса LCP. В 1990-х годах Toray (с SIVERAS) и DuPont (с ZENITE) начали коммерческое производство LCP. DuPont объявила, что приобрела Eastman TITAN (THERMX) и усилила свою линейку ZENITE LCP в 2003 году.

С другой стороны, для снижения температуры плавления полимеров на основе HQ / TPA использовались два подхода: использование асимметрично замещенных гидрохинонов, таких как фенилгидрохинон и использование сомономеров, содержащих нелинейные структуры, такие как 4,4'-дифениловый эфир. Коммерциализированные LCP в настоящее время основаны на HBA, и применяются подходы с включением определённых веществ в основную цепь. LCP могут быть изготовлены путем применения обычного процесса поликонденсации для сложных полиэфиров. Хотя процесс Grammont был основан на методе решения с использованием хлорангидрида, разработанного Owens-Coming, процессы других производителей основаны на следующих процессах полимеризации в расплаве. Прежде всего это реакция поликонденсации типа ацидолиза с использованием ацетильных производных ароматических гидроксильных соединений (таких как HBA, HNA и DHB) и ароматических дикарбоновых кислот, таких как TPA, изофталевая кислота (IPA) и 2,6-дикарбоксинафталин (NDA). Затем используется реакция поликонденсации типа ацидолиза с использованием ароматических гидроксильных соединений (таких как HBA, HNA и DHB), ароматических дикарбоновых кислот (TPA и / или IPA) и уксусного ангидрида. И, наконец, распространена и реакция поликонденсации ацидолизного типа с использованием ацетильного производного олигомеров HBA и PET или PET.

Жидкокристаллический полимер типа I должен быть размолот и доведён до высокой молекулярной массы путем твердофазной полимеризации из-за его высокой температуры плавления. Недавно было начато исследование собственной конечной LCP, которая имеет сопоставимую теплостойкость типа II и конкурентоспособную стоимость типа III, то есть начиная не с LCP типа I, а с LCP типа III за счет повышения его теплостойкости. Кроме того, уделяется большое внимание текучести, подходящей для точного литья. Наконец, исследователи поставили перед собой ещё одну цель — LCP с DTUL с термостойкостью выше +250 °C, улучшенной текучестью и оптимальной стоимостью. Эти реакции поликонденсации протекают без какого-либо катализатора, но в некоторых случаях предпочтительно добавлять металлическое соединение в качестве катализатора. Sumitomo Chemical объявила о новом процессе производства LCP с использованием основного органического катализатора ещё в 2002 году. Компания также упомянула, что новый катализатор увеличил скорость реакции между мономерами, одновременно сдерживая нежелательные побочные реакции. Хотя другой процесс поликонденсации в расплаве, включающий удаление фенола, начиная с фенилового эфира ароматического карбокси-соединения, такого как TPA и IPA, и ароматического дигидроксисоединения, хорошо известен, этот процесс не считается осуществимым в промышленном производстве.