Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

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

14 мая 2020
Разновидности инженерных пластиков. Жидкокристаллический полимер на основе полиэфира (LCP). Часть 1

Жидкокристаллический полимер на основе полиэфира (LCP) является одним из наиболее привлекательных материалов в области конструирования термопластов благодаря его превосходной термостойкости, жесткости, точности размеров, формуемости и превосходному балансу этих свойств. В последнее время LCP расширяет свои области применения, в частности, используется для прецизионных электронных деталей, подходящих для технологии поверхностного монтажа (SMT).

В 1972 году специалисты из компании Carborundum запатентовали ароматические сложные полиэфиры на основе п-гидроксибензойной кислоты (HBA), 4,4'-дигидроксибифенила (DHB) и терефталевой кислоты (TPA), одна из которых позднее была коммерциализирована как EKKCEL I-2000. В 1974 году специалисты из Eastman Kodak сообщили о новом полиэфире на основе HBA и полиэтилентерефталата (PET), который позже продавался под кодовым обозначением X-7G.

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.

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

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.

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

Жидкокристаллические полимеры на основе полиэфира подразделяются на три типа по температуре прогиба под нагрузкой (DTUL) формованных изделий. Недавно было обнаружено, что наибольшее применение LCP имеет для литых электронных деталей, подходящих для SMT, который требует такой же высокой термостойкости, что и LCP типа II. Исходя из тенденции спроса на LCP, многие компании активно занимались исследованиями и разработками LCP типа II с улучшенной формуемостью (текучестью), подавляя термостойкость LCP типа I. С другой стороны, LCP типа III имеет структуру, полученную из HBA / PET, и его было недостаточно для применений SMT из-за его низкого DTUL, хотя он имеет преимущество недорогих исходных материалов. Сложные полиэфиры на основе HBA или гидрохинона (HQ) / TPA не обладают жидкокристаллическим состоянием из-за их высокой температуры плавления. Для снижения температуры плавления полимеров на основе HBA были использованы три подхода: включение незамещенных жестких, стержнеобразных сегментов, таких как 4,4'-бифенилен и 2,6-дизамещенное нафталиновое кольцо в основной цепи; включение гибких алифатических звеньев, таких как 1,2-диоксиэтилен, в основную цепь и включение жестких перегибов, таких как 1,3-фениленовое кольцо, в основную цепь.

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.

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

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.

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

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад