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「我的第一部5G手机」LCP，5G 时代最有潜力的材料


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「我的第一部5G手机」LCP，5G 时代最有潜力的材料
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5G 时代已经到来 ， 由于其高频高速的特性 ， 将使得材料端有很大的变化 。 其 中 LCP 就遇到了这样 0→1 的发展契机 ， 凭借其低阻抗、高耐受的特性 ， 预计将成为最为适合的材料 。 随着 5G 频率提升 ， LCP 材料及其制品的渗透率将逐步提升 ， 预计将使 LCP 整个市场快速增加至百亿以上 。
一、LCP ， 性能优异的工程塑料
1、LCP 材料：优异的新型高性能特种工程塑料
液晶高分子（LCP）是指在一定条件下能以液晶相存在的高分子 ， 其特点为分子具有 较高的分子量又具有取向有序 。 LCP 在以液晶相存在时粘度较低 ， 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 材料具有优异的机械性能 。 此外 ，LCP 材料还由于具有低吸湿性、耐化学腐蚀性、耐候性、耐热性、阻燃性以及低介电常数 和介电损耗因数等特点 。
LCP 根据形成液晶相的条件 ， 可分为：（1）溶致性液晶 LLCP ， 可在有机溶液中形成 液晶相 ， 由于这种类型的聚合物只能在溶液中加工 ， 不能熔融 ， 多能用作纤维和涂料 。 （2） 热致性液晶 TLCP ， 在熔点或玻璃化转变温度以上形成液晶相 ， 由于这种类型的聚合可在 熔融状态加工 ， 所以不但可以通过溶液纺丝形成高强度纤维 ， 而且可以通过注射、挤出等 热加工方式形成各种制品 。 我们本文讨论的 LCP 主要为热致性液晶 TLCP 。
热致性 LCP 根据热变形温度高低分为高耐热型（I 型）、中耐热型（II 型）和低耐热 型（III 型）。 I 型 TLCP 的基本结构主要为对羟基苯甲酸（HBA）、联苯二酚（BP）及不同 比例的对苯二甲酸（TA）/间苯二甲酸（IA）引出的单元 ， 抗张强度及模量在 TLCP 中最 高 ， 热变形温度高于 300℃ 。 以苏威的 Xydar 和住友的 SimikaSuper 为代表 。 II 型 TLCP 的主要成分是 HBA 和 6-羟基-2-萘甲酸（HNA）引出的单元 ， 热变形温度在 240~280℃之 间 ， 加工性能优异 ， 可用挤出机和注塑机加工成型 ， 典型的产品为泰科纳的 Vectra 。 III 型 LCP 主要为 HBA 和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）合成的共聚物 ， 热变形温度低于 210℃ ，如尤尼奇卡的 Rodrun 为代表的非全芳香族系列 。
图 1：几种典型的 LCP 结构单元
「我的第一部5G手机」LCP，5G 时代最有潜力的材料
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LCP 材料具有优异的耐热性能和成型加工性能 。 聚合方法以熔融缩聚为主 ， 全芳香族 LCP 多辅以固相缩聚以制得高分子量产品 。 非全芳香族 LCP 塑胶原料常采用一步或二步 熔融聚合制取产品 。 近年连续熔融缩聚制取高分子量 LCP 的技术得到发展 。 液晶芳香族聚 酯在液晶态下由于其大分子链是取向的 ， 它有异常规整的纤维状结构 ， 性能特殊 ， 制品强度很高 ， 并不亚于金属和陶瓷 。 机械性能、尺寸稳定性、光学性能、电性能、耐化学药品 性、阻燃性、加工性良好 ， 耐热性好 ， 热膨胀系数较低 。
图 2：LCP 材料性能优异
「我的第一部5G手机」LCP，5G 时代最有潜力的材料
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2、产业链：中上游为技术难点 ， 下游应用广泛
LCP 产业链中 ， LCP 树脂的合成及成膜为技术难点 。 目前 ， LCP 树脂主流的合成方 法包括以下 4 种 。
（1）氧化酯化法：氧化酯化法是一种芳香族羧酸与酚的直接聚合方法 。 该方法在吡 啶或者酰胺溶剂中 ， 在含磷化合物或者亚硫酰氯等活化剂以及催化剂作用下进行反应 ， 可 以得到高分子量的 LCP ， 该方法反应条件较温和 ， 且可以通过单体加入顺序控制分子结构 序列 。
（2）硅酯法：芳香族酸类单体通过三甲基硅酯化后 ， 再与乙酰化的酚类单体 ， 通过 溶液或者熔融聚合工艺 ， 去除三甲基硅乙酸酯小分子 ， 可得到高分子量的 LCP 。


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