1.2
LCP材料的基本特性

LCP树脂一般为米黄色，也有呈白色的不透明的固体粉末，密度为1.4～1.7g/cm ³ 。LCP与其他有机高分子材料相比，具有较为独特的分子结构和热行为，它的分子由刚性棒状大分子链组成，受热熔融或被溶剂溶解后形成一种兼有固体和液体部分性质的液晶态 ^[4-6] 。LCP的这种特殊相态结构导致其具有如下优点。

（1）物理性能。

自增强性，具有异常规整的纤维状结构特点，因而不增强的液晶塑料可达到甚至超过普通工程塑料用百分之几十玻璃纤维增强后的机械强度及其模量的水平，如果用玻璃纤维、碳纤维等增强，更远远超过其他工程塑料。

不增强时的收缩高异向性，纤维填充后可稍微降低，这种特性和其他塑料刚好相反，并且具有很高的尺寸稳定性和尺寸精度。

（2）力学性能。

优异的机械性能，厚度越薄，拉伸强度越大，熔接强度低；性能与树脂流动方向相关；几乎为零的蠕变；耐磨、减磨性优越。

线性热膨胀系数（CLTE）低，LCP流动方向的CLTE一般为10 ^-5 cm/cm℃，可与金属匹敌，比一般塑料小一个数量级。由于LCP在熔融状态下已有结晶性，不像普通结晶性塑料那样加工成制品后冷却时发生体积收缩，故制品尺寸精度高，LCP的热膨胀系数（CTE）主要有两个突出的特性：一是液晶分子取向方向的CTE为负值，而与它取向方向成垂直方向的CTE为正值；二是可以通过调节LCP的分子取向和排列结构的比例控制CTE的性能。表1.2所示为典型工程塑料和LCP的主要力学性能。可以看出，LCP的拉伸强度比PE高6倍，比PET、PC、PEEK高10倍，比尼龙66高2.5倍，拉伸模量比PE高20倍，比PC、PEEK高8.57倍，比PET和尼龙66高6倍。

（3）电学性能。

绝缘强度高和介电常数低，在1～40GHz频率范围内，介电常数约为3，损耗因数小于0.0035；在40～104.60GHz频率范围内，介电常数约为3.16，频率达到97GHz时损耗因数仍小于0.0049。而且二者都很少随温度变化而变化，导热和导电性能低，其体积电阻一般高达1013Ω·m，抗电弧性也较高。LCP优良的高频特性解决了一般封装基板在高频时出现的严重信号损失问题，被广泛应用于高频电路板、高频连接器等领域。

（4）机械性能。

LCP是指在一定条件下能以液晶相存在的高分子材料，其特点为分子具有较高的分子量且取向有序。LCP以液晶相存在时黏度较低，且高度取向，而将其冷却、固化后，它的形态又可以稳定地保持，因此LCP具有优异的机械性能。

（5）燃烧性能。

出色的难燃性，在不添加阻燃剂的情况下，TLCP材料对火焰具有自熄性，可达UL 94 V-0级的阻燃性。燃烧产物主要是二氧化碳和水，在火焰中不滴落，不产生有毒烟雾。Xydar按烟法NBS-D4测定的烟密度为3～5，这些在塑料中都是少见的，TLCP材料是防火安全性最好的塑料之一。LCP材料的耐气候性、耐辐射性良好，是防火安全性最好的特种塑料之一。

（6）化学稳定性。

耐腐蚀性能好，LCP产品在浓度为90%酸及浓度为50%碱的存在下不会受到侵蚀。对于工业溶剂、燃料油、洗涤剂及热水，接触后不会被溶解，也不会引起应力开裂。例如，将Xydar浸于50℃的20%硫酸中11天，拉伸强度保持98%，在82℃的热水中浸4000小时，性能不变。

（7）耐热性能。

优异的耐热性能，热分解温度为500℃、热变形温度高（160～340℃，与品级有关）、连续使用温度为-50～240℃、耐焊锡焊温度（在260℃下保持10秒，升高到310℃保持10秒）Xydar的熔点为421℃，在空气环境条件下560℃、在氮气环境条件下567℃，Xydar开始分解，其热变形温度高达355℃，Ekonol的热变形温度为293℃。Xydar可在-50～240℃下连续使用，仍有优良的冲击韧性和尺寸稳定性。Xydar不受锡焊合金熔化的影响，Ekonol耐320℃焊锡浸渍5分钟，玻纤增强级Vectra也可耐260～280℃焊锡完全浸渍10秒。

（8）耐候性能。

耐气候性、耐辐射性良好；对微波透明。LCP材料的耐气候性优于多数塑料，Xydar 加速气候老化4000小时仍保持优良性能。Vectra气候老化照射2000小时，性能指标保持90%～100%，高温（200℃）老化180天，拉伸强度和伸长率仍保持在50%以上。LCP经碳弧加速紫外线照射6700小时，或者Co60核辐射10兆拉德后，性能不显著下降。对微波辐射透明，不易发热。

（9）加工性能。

LCP熔体黏度低、流动性好，故成型压力低、周期短，可加工成壁薄、细长和形状复杂的制品；高流动性和低毛边性，非常适用于小型电子零部件的成型；加工LCP时也不需要脱模剂和后处理，由于LCP材料的分子在与金属模具相接触的表面形成了坚固的定向层，因此加工工件的表面非常平整光滑。

相应地，TLCP材料也存在以下缺点。

（1）由于TLCP材料的取向在水平方向上强而在垂直方向上弱，因此加工工件的表面表现出强烈的各向异性。

（2）在模腔内两股物料汇聚处，由于结晶的形成是依焊线取向的，故其强度降低，设计模具时应对此点加以充分考虑。

（3）薄型成型品存在脆性。

（4）由于TLCP材料本身不透明，所以对其进行着色加工的可能性有限。

（5）TLCP材料售价较昂贵，导致成本增加。 OC5j5+s1EfXTBo62Qh0k19f5R8BOIDjBtc6sGd+//0lhMgZy/OU865scC9ibRxur