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LCP共混改性方案 背景知识介绍 LCP的特征 LCP是工程塑料中有最高耐热性的熔融液晶性全芳香性聚酯(Thermotropic Liquid Crystalline Polyester)，具有下列的基本构造。是常为所知的液晶聚合物的一种。 液晶聚合物的构造如图所示 LCP工程塑料的优缺点 优点： （1）高强度，高刚性 （2）低粘度，高流动性 （3）低收缩率，低线膨胀系数(流动方向 （4）快速固化，低毛边性 （5）耐腐蚀性，耐环境性优越 缺点 （1）径向强度低（各向异性） （2）韧性不足，耐弯曲性能差，制约LCP涂覆制导缆的发展 LCP增强型制导光纤 液晶聚合物接近石英的低线热膨胀系数使它成为光纤外涂层的理想材料，液晶聚合物使光 纤变形小，光能传递损失小，即使在低温下也不会增加传递损失，轴向强度大，0.45mm直径的LCP挤塑光缆拉断强度大于100N。因此满足制导光缆对光线性能的要求。膨胀系数低，达到10-6数量级，可以有效的解决大长度线团在温度变化范围过大的情况下产生的护层开裂问题。此外，采用LCP挤塑制导光缆，大幅度提高了生产速度，一根全航程鱼雷制导光缆60km的成缆周期可由原来的40天缩短到20h。从而大大降低了人工成本。目前，国外先进型号的鱼雷和制导导弹多采用LCP增强型制导光纤。 我所LCP挤塑光缆的工艺流程图 由于LCP在实际应用当中也存在着性脆，韧性差，在小直径制导光缆挤塑生产中，表现出抗弯曲性能差的弱点；此外，由于LCP材料的各向异性，导致挤塑光缆的径向强度不高，无法满足制导光缆的良好弯曲性能和高速放线的需求，因此迫切需要对LCP材料进行改性。以取长补短，提高LCP材料的相关性能。 近年来，LCP的改性研究主要集中于LCP与聚酯材料的共混改性，有LCP/PC，LCP/PA，LCP/PET，LCP/PBT等等，这些材料与LCP具有良好的相容性，共混过程中无需添加增溶剂。 LCP改性需满足以下要求 耐高温，其分解温度必须大于LCP挤塑的最高温度。 力学性能好，力学强度大，韧性高。 结晶速度快。 易于在挤出机上进行加工 上述材料主要优缺点 PC 优点 具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广; 成形收缩率低、尺寸稳定性好； 耐疲劳耐老化 缺点 加工困难，结晶慢，耐磨性差 PET 优点 韧性好; 耐磨性好 缺点 加工困难，结晶慢，力学强度不高 PA 优点 具高强度及高韧性; 耐磨，耐疲劳耐老化； 结晶速度快，加工容易 缺点 尺寸收缩率高 PBT 优点 优良的机械性能，机械强度高，耐疲劳性和尺寸稳定好。蠕变也小， 耐热耐老化性能好。 熔融与结晶焓变低，结晶速率快,易于加工。 挤塑温度在250-270℃之间，与LCP的挤塑温度区间吻合。 根据上述材料的主要优缺点对比，以及我所LCP改性的实际要求，初步考虑采用PA或PBT作为与LCP进行共混改性的添加材料。目前，国内外的研究报道表明，LCP与上述两种材料可以发生酯交换反应，改性效果良好。 对比左图的纯 P A6 - 1 和 P A6 - 1 L C 共混物的 甲酸可溶 解部分的 漫反射红 外光谱图 , 在 P A6 - 1的酰胺基特征峰的附近 , 于 1724 c m-1处出现了一个小的肩峰 , 对应于 L C 中羰基的特征吸收峰 , 说明少量 L C 分子链段嵌入到 P A 6 - 1 分子链中。可能发生了如右图所示的酯-酰胺交换反应。 研究还表明，LCP在LCP/PA6共混体系中形成直径为0.5~ 2.0um的微球，分散在PA相内，从而在材料收到定向拉伸时吸收能量，提高拉伸性能。 对LCP和PBT共混体系的研究表明，LCP和PBT共混体系中能形成微纤和微球结构，从而提高了共混体系的韧性。 上面二图分别为LCP/PBT的DSC和DMTA曲线图，不难看出，随着PBT含量增加，体系结晶度呈降低趋势，因而共混材料的脆性降低，韧性提高。 与此同时，我们发现，LCP和PBT共混体系的玻璃转化温度曲线只有一个峰值，说明LCP和PBT之间存在着化学键连，通过WXAD分析可以得出，LCP和PBT之间存在着酯交换反应，这可能是由于LCP和PBT分子中多余的π-轨道电子相互作用而导致的。 共混方案 原料：LCP，PBT或PA6，均采用工业级产品 设备：烘箱，SHR高速混合机，双螺杆挤出机，切割造粒机。 具体实施步骤： 1.原料干燥 LCP与PBT(PA)在使用前均应烘干以除去水分，烘箱温度130-140℃，干燥时间不少于2h。 2.原料共混 按下表比例配置相应共混料，以LCP为基体为5kg-10kg每批。 编号 A B C D 共混比例(LCP/PBT或PA) 100/2.5 100/5 100/7.5 100/10 高速混合： 1. 使