液晶高分子材料高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化分析

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摘要：液晶高分子材料是一種具有特殊的形態(tài)和性質(zhì)的新型合成物質(zhì)，是一種新興的功能高分子材料，近年來，液晶高分子材料的應(yīng)用獲得了迅速的發(fā)展，例如其在液晶顯示、光儲(chǔ)存和液晶紡絲等方面的應(yīng)用，發(fā)展高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)及銷售，開拓國際市場(chǎng)，提升產(chǎn)品市場(chǎng)競爭力，創(chuàng)造社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：液晶高分子；高新技術(shù)；產(chǎn)業(yè)化

引言

液晶高分子(LCP)材料是一種功能高分子，它有液體和晶體兩種性質(zhì)的一種中間過渡的聚合物。根據(jù)液晶的形成條件又可以分為熱致型和溶致型。熱致性它不但擁有不同級(jí)別的機(jī)械強(qiáng)度，還有很高的彈性模量，振動(dòng)吸收特性等。其材料的壁徑越薄，使用強(qiáng)度越大的特性。另外，其材料是現(xiàn)階段線性膨脹率和金屬材料最接近的工程塑料，這種技術(shù)不斷更新的高分子材料，超越了以往的工程塑料。

1熱致性液晶高分子材料概念

熱致性液晶高分子(TLCP)的結(jié)構(gòu)具有剛性全芳族鏈和特殊的凝聚態(tài)，其結(jié)構(gòu)是它成為高性能分子材料的主要原因。其性能優(yōu)越，具有流動(dòng)性好、加工性能優(yōu)越、材料尺寸穩(wěn)定精細(xì)等性能，對(duì)化學(xué)藥品有一定的抗性。TLCP材料與其他材料相比的優(yōu)點(diǎn)在于，在液態(tài)狀態(tài)時(shí)，排列順序井然有序，方便流動(dòng)也易取向。在我國對(duì)熱致性液晶高分子材料進(jìn)行制造時(shí)，其中還有很多的技術(shù)難關(guān)沒有克服，也沒有進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；a(chǎn)。LCP的領(lǐng)域的專家認(rèn)為，只有在我國對(duì)TLCP進(jìn)行制造使TLCP產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化，才能降低材料的成本。

2TLCP市場(chǎng)分析

2.1TLCP的市場(chǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀

TLCP的分子鏈排列有序且獨(dú)特，使聚合物擁有特殊的宏觀物理性能，從航空領(lǐng)域到人民的生活都得到了應(yīng)用。(1)纖維光學(xué)：TLCP的低線熱膨脹系數(shù)接近石英，可以降低光纖溫度較高導(dǎo)致變形的，所以可以用在光導(dǎo)纖維外層的涂料，還能使用在光纖批覆材料和海底電纜的連接套。(2)電子工業(yè)：其作為高線度接插件性能優(yōu)越的材料，它可以滿足對(duì)材料很薄的強(qiáng)度要求，還能耐高溫，在紅外焊接時(shí)不易變形?？梢宰鳛榫€圈和插座的封裝材料。在封裝和焊接時(shí)不會(huì)使內(nèi)部材料變形破裂。(3)航空航天：TLCP的耐熱性、尺寸穩(wěn)定和阻燃性等性能優(yōu)越。其被用來制作航空外板和其他零件。且具有耐輻射耐高溫等性能，還能作為人造衛(wèi)星和客機(jī)的零部件，飛機(jī)的復(fù)合材料和軍用防彈衣。(4)醫(yī)用材料：Superexpolymer公司開發(fā)了用于外科的內(nèi)窺鏡，用來代替塑料涂層的金屬管。其具有一定的絕緣性能，價(jià)格實(shí)惠。(5)揚(yáng)聲器材料：TLCP的材料可以用來制作各類揚(yáng)聲器的隔膜。(6)汽車領(lǐng)域：由于其材料的特殊性和耐熱性，被用作汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和各部位的零件。此外，TLCP還可以代替不易加工的不銹鋼、制造泵閥門等化工設(shè)備。

2.2TLCP的國內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)狀

我國最開始研究液晶高分子在1972年，由中科院的化學(xué)所開始研究，之后北京大學(xué)等其他高校也開始了基礎(chǔ)研究。根據(jù)液晶高聚物的生產(chǎn)特點(diǎn)和其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)及優(yōu)越的性能，在工藝設(shè)計(jì)中對(duì)漿液配置、酰化、預(yù)聚等裝置進(jìn)行了調(diào)整，以滿足節(jié)能減排和安全文明建設(shè)等要求。在公共的工程建設(shè)中設(shè)置了熱媒加熱、純水制備、尾氣處理等配置。控制系統(tǒng)則采用DCS系統(tǒng)。

3液晶高分子產(chǎn)業(yè)化的必要性

3.1廣泛的應(yīng)用

液晶高分子材料不僅在化工、制造業(yè)等方面得到了廣泛應(yīng)用，在生物醫(yī)學(xué)方面也得到了很大的使用效果，在光、電、熱等條件變化時(shí)，液晶高分子的狀態(tài)將會(huì)發(fā)生明顯的變化，會(huì)使液晶高分子的膜具有更高的透過量和選擇性，液晶高分子在溶液中會(huì)形成脂質(zhì)體，形成微膠囊，這種微膠囊的可以對(duì)藥物進(jìn)行定點(diǎn)釋放和緩沖藥物的作用。近幾年，我國的電子工業(yè)和通訊產(chǎn)業(yè)等制造業(yè)飛速發(fā)展，其中TLCP得到了廣泛的使用，生產(chǎn)裝置的連續(xù)自動(dòng)化和規(guī)?；?，都對(duì)高分子科學(xué)、化工工程等技術(shù)問題有一定的涉及，這些難關(guān)的克服都需要專業(yè)的技術(shù)人員去解決。在TLCP中對(duì)普通高分子的應(yīng)用中還有許多技術(shù)的問題需要解決，要采用新型的加工方法和對(duì)設(shè)備的創(chuàng)新研發(fā)。在這些基礎(chǔ)上，在對(duì)TLCP進(jìn)行研究時(shí)，進(jìn)行研發(fā)的公司必須建立具有一定規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室和相匹配的儀器，建立一支高技術(shù)人才的研究團(tuán)隊(duì)，對(duì)TLCP的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行研究開發(fā)，要與國際的產(chǎn)品市場(chǎng)進(jìn)行競爭時(shí)，公司必需要建設(shè)具有一定規(guī)?；?、連續(xù)自動(dòng)化的生產(chǎn)工程。

3.2需求量的擴(kuò)大

TLCP材料的優(yōu)越性使現(xiàn)階段電子產(chǎn)品的越來越微型化、輕薄化，TLCP在電子工業(yè)、通訊、航空都領(lǐng)域都有應(yīng)用，是不可替代和必備的材料。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，TLCP的需求年增長率為25%～30%，在未來，我國TLCP的應(yīng)用越來越廣泛。TLCP不僅可作為塑料材料來使用，還能用在薄膜和纖維材料上，還能被用來制造高分子復(fù)合材料，用來提高產(chǎn)品性能。各個(gè)國家也在不斷對(duì)液晶高分子材料進(jìn)行研究分析。

4技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

普利特化工材料有限公司主要是對(duì)液晶高分子材料進(jìn)行研究、開發(fā)、銷售和服務(wù)等工作，其主要盈利收入來自于TLCP材料和其他高分子復(fù)合材料的研發(fā)和制造，屬于特種工程材料制造企業(yè)。公司主要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行自主研發(fā)，獲得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，對(duì)生產(chǎn)技術(shù)不斷創(chuàng)新和變革，來促進(jìn)公司的發(fā)展和進(jìn)步。用來滿足高端電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械等高分子復(fù)合材料的需要，增加其廣泛應(yīng)用，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模來滿足國內(nèi)的需求，提高我國制造業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。2015年，該公司研發(fā)的液晶高分子聚合技術(shù)和復(fù)合材料被列為上海市新材料領(lǐng)域進(jìn)民參軍技術(shù)與產(chǎn)品推薦目錄。這次技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新使普利特公司的經(jīng)營模式發(fā)生了轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)汽車制造業(yè)材料銷售向高端電子產(chǎn)品材料銷售轉(zhuǎn)變，為普利特打開軍工產(chǎn)品市場(chǎng)大門奠定了基石。

4.1科技創(chuàng)新點(diǎn)

(1)研發(fā)出了TLCP合成的重要技術(shù)，根據(jù)TLCP熔點(diǎn)和組成關(guān)系建立了模型，開發(fā)出了具有功能性和熔點(diǎn)不同的TLC

P樹脂，此技術(shù)達(dá)到了國際化水平。(2)研發(fā)出了可視、可調(diào)節(jié)控制的TLCP終聚反應(yīng)技術(shù)，根據(jù)終聚反應(yīng)研發(fā)出可視和可調(diào)節(jié)控制的反應(yīng)裝置，對(duì)TLCP的合成工藝技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，在終聚合反應(yīng)的可控制條件下，在科學(xué)合理的工藝條件下反應(yīng)，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。(3)研發(fā)出了合成低散發(fā)、流動(dòng)性高的TLCP的關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)TLCP復(fù)合材料進(jìn)行精確制造，以此來降低材料中的單體含量，對(duì)工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，加強(qiáng)TLCP加工中的流動(dòng)性能，解決塑料產(chǎn)品散發(fā)和變形破裂等問題，擴(kuò)大了其使用規(guī)模。(4)研發(fā)出了設(shè)備抗靜電TLCP的重要技術(shù)，通過自主研發(fā)的永久性抗靜電劑和碳纖維結(jié)合使用，解決TLCP抗電性能差的問題。

4.2深圳沃特公司

該公司主要對(duì)改性工程塑料合金和通用塑料以及高性能高分子材料進(jìn)行研發(fā)，生產(chǎn)和銷售等技術(shù)創(chuàng)新，公司收購了三星精密LCP的全部業(yè)務(wù)，是全球唯一擁有連續(xù)生產(chǎn)I型、II型、III型全系的LCP樹脂和其復(fù)合材料的企業(yè)，產(chǎn)品技術(shù)已經(jīng)走在國際前端?？梢越o生產(chǎn)出多樣化的LCP材料，滿足客戶的需求，產(chǎn)品可以應(yīng)用在精密電子連接器等配件，其還擁有低介電常數(shù)LCP、薄膜和纖維LCP相關(guān)技術(shù)，相關(guān)技術(shù)可以進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。隨著膜產(chǎn)品技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，LCP膜材料有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)口代替。

4.3金發(fā)科技

公司是亞太最大的改性塑料企業(yè)，當(dāng)先，公司是全球化工材料產(chǎn)品種類最為齊全的企業(yè)之一，對(duì)降解塑料和特種工程塑料具有領(lǐng)先水平，公司子公司珠海萬通特種工程塑料有限公司在2014年對(duì)LCP聚合裝置進(jìn)行生產(chǎn)，現(xiàn)階段已經(jīng)實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)和銷售。

4.4南通泰萊斯

南通泰萊斯醫(yī)藥化工在2010年進(jìn)行創(chuàng)辦，主要有一個(gè)LCP研發(fā)中心、兩個(gè)生產(chǎn)基地。公司有三條全進(jìn)口的液晶高分子聚合樹脂和全進(jìn)口液晶高分子改性生產(chǎn)線。公司從事液晶高分子的研發(fā)生產(chǎn)等技術(shù)，現(xiàn)階段，公司引進(jìn)了ISO9001國際質(zhì)量管理體系，并且通過治療管理認(rèn)證系統(tǒng)，且公司研發(fā)制造的液晶高分子產(chǎn)品三大系列等都能通過UL認(rèn)證。

4.5研發(fā)模式的創(chuàng)新

普利特公司飛速發(fā)展，主要是因?yàn)樵摴驹诔闪㈦A段，就對(duì)高新產(chǎn)業(yè)技術(shù)的研發(fā)十分重視，將高新產(chǎn)業(yè)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)研發(fā)相結(jié)合，不斷超越自我，自主研發(fā)的精神，在成立的初始階段，就與上海大學(xué)的等高校對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和合作。采用“產(chǎn)、學(xué)、研”平臺(tái)，對(duì)TLCP材料和其相關(guān)的高分子材料進(jìn)行重點(diǎn)研發(fā)，根據(jù)其優(yōu)越的性能來針對(duì)其他領(lǐng)域的材料進(jìn)行創(chuàng)新研究，解決其他材料領(lǐng)域的問題，擴(kuò)大其使用率。公司聘請(qǐng)了4位專業(yè)技術(shù)教授對(duì)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，定期進(jìn)行技術(shù)的交流和研討，長期研發(fā)項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)?，F(xiàn)階段，普利特的模式已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉?、集、原自主?chuàng)新的模式。

4.6LCP已應(yīng)用于5G高頻封裝材料

液晶高分子材料還能用來制作射頻前端的塑封材料，對(duì)于LTCC的工藝制造，LCP的使用能使封裝的模具具有優(yōu)越的特性，具有燒結(jié)的溫度低、尺寸穩(wěn)定、吸水率較低等優(yōu)點(diǎn)，被行業(yè)認(rèn)為5G射頻前端材料的首選，未來市場(chǎng)廣闊，如果只考慮基站天線的使用，預(yù)計(jì)到2022年高頻印刷電路板機(jī)市場(chǎng)將會(huì)不斷增大，規(guī)模將會(huì)達(dá)到76億元，發(fā)展一片良好。

5結(jié)語

普列特項(xiàng)目的研發(fā)對(duì)通用級(jí)別的液晶高分子復(fù)合材料產(chǎn)品的性能進(jìn)行了全方位的綜合提升，其性能優(yōu)越，可以應(yīng)用在電子計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存器插座上、電子連接器等滿足客戶多需求的零件。南通泰萊斯、珠海萬通、深圳沃特等公司都在不斷的對(duì)LCP高分子及復(fù)合材料進(jìn)行研究生產(chǎn)，且現(xiàn)階段LCP材料還可以用作射頻前端的塑封材料；液晶高分子市場(chǎng)發(fā)展一片大好，需求量不斷增多，在未來發(fā)展道路上，其生產(chǎn)和應(yīng)用會(huì)得到廣泛應(yīng)用，規(guī)模不斷擴(kuò)大，并對(duì)科學(xué)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來重大的影響。

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作者：馮永勝 章麗 袁鵬 單位：衢州英特高分子材料有限公司