液晶聚合物（有兩種英文說法：一種是Liquid Crystalline Polymer，即液晶聚合物；另一種是Liquid Crystalline Polyester，即液晶聚酯，二者內(nèi)涵外延有別。簡稱LCP）是一類具有液晶性質(zhì)的聚合物才倆，其分子結(jié)構(gòu)中含有剛性棒狀基團(tuán)和柔性鏈段，能在特定條件下形成液晶態(tài)。
LCP（液晶聚合物）的分類方法多樣。首先，根據(jù)合成單體的不同，LCP可分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。其次，依據(jù)形成液晶相的條件，它又能被劃分為溶致性液晶（LLCP）和熱致性液晶（TLCP），盡管TLCP的工業(yè)化進(jìn)程稍晚于LLCP，但其憑借卓越的成型加工性能，發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，新品種層出不窮，已遠(yuǎn)超LLCP。此外，根據(jù)液晶基元在聚合物分子中的位置，LCP產(chǎn)品可分為主鏈型、側(cè)鏈型和復(fù)合型液晶聚合物。最后，按應(yīng)用領(lǐng)域劃分，LCP還可分為薄膜級(jí)、注塑級(jí)和纖維級(jí)。
從分子設(shè)計(jì)的角度，商用 LCP 主要有三種類型。一是由多苯環(huán)剛性分子單體共聚而成；二是在分子結(jié)構(gòu)中導(dǎo)入萘環(huán)；三是在分子鏈中引入脂肪族鏈段。不同類型的 LCP，因其分子結(jié)構(gòu)不同，熔點(diǎn)和耐熱性也有所差異，通常耐熱性順序?yàn)?I 型 > II 型 > III 型 。
發(fā)展史
1937年，Bawden和Pirie在探究煙草花葉病病毒時(shí)，首次觀察到其懸浮液展現(xiàn)出液晶特性，這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著人類首次認(rèn)識(shí)到生物高分子具備液晶性質(zhì)。隨后，在1950年，Elliott和Ambrose成功合成了高分子液晶，這一里程碑式的成就正式拉開了對(duì)液晶聚合物（LCP）深入研究的序幕。
LCP的特性
低熱膨脹系數(shù)：LCP材料具有極低的線膨脹系數(shù)，使其在高溫環(huán)境下保持較好的尺寸穩(wěn)定性。這一特性使得LCP材料廣泛用于高精度的電子封裝和連接器等領(lǐng)域。
高耐高溫性能：LCP材料具有出色的高溫穩(wěn)定性，能夠在較高溫度下保持良好的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性。因此，LCP材料被廣泛應(yīng)用于要求高溫環(huán)境下工作的電子器件、汽車零部件等領(lǐng)域。
優(yōu)異的電氣性能：LCP材料具有優(yōu)良的絕緣性能、低介電常數(shù)和低介電損耗等特性，使其成為高頻電子器件和微波組件的理想材料。此外，LCP材料具有優(yōu)異的抗ESD（靜電放電）性能，可用于防止靜電對(duì)電子器件的損害。
優(yōu)良的機(jī)械性能：LCP材料具有較高的強(qiáng)度和剛度，具有很好的耐疲憊性和抗沖擊性能。這使得LCP材料適用于要求高機(jī)械性能的零件制造，如汽車零件、工業(yè)零件等。
優(yōu)異的耐化學(xué)性：LCP對(duì)酸、堿、溶劑和大多數(shù)化學(xué)品具有良好的抵抗力，這使得其在化工和電子行業(yè)中廣泛應(yīng)用。
應(yīng)用領(lǐng)域
1. 電子領(lǐng)域
應(yīng)用場景：電子器件的封裝、電路板連接器，具體包括手機(jī)、平板電腦、計(jì)算機(jī)等產(chǎn)品中的芯片封裝和電路板連接器。
作用：利用低熱膨脹系數(shù)和高耐高溫性能，在高溫環(huán)境下維持器件的穩(wěn)定性。
2. 汽車領(lǐng)域
應(yīng)用場景：汽車零部件制造，像傳感器、電線連接器、汽車儀表板等。
作用：憑借優(yōu)異的耐高溫性能和機(jī)械性能，保障汽車零部件在汽車運(yùn)行環(huán)境中的正常使用。
3. 醫(yī)療領(lǐng)域
應(yīng)用場景：醫(yī)療設(shè)備制造，例如手術(shù)器械、人工心臟瓣膜、醫(yī)學(xué)成像設(shè)備。
作用：依靠優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性來制造醫(yī)療設(shè)備；利用對(duì)光學(xué)器件的良好透明性能用于醫(yī)學(xué)成像設(shè)備制造。
4. 航空航天領(lǐng)域
應(yīng)用場景：航空航天器件和部件的制造。
作用：基于極低的熱膨脹系數(shù)和輕質(zhì)化的特點(diǎn)，滿足航空航天領(lǐng)域?qū)Σ牧夏透邷睾洼p量化的要求。
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發(fā)展趨勢
全球LCP樹脂材料的年產(chǎn)能約為7.6萬噸，主要集中在美國和日本。美國塞拉尼斯、日本寶理和住友是主要的生產(chǎn)商。塞拉尼斯收購杜邦的LCP業(yè)務(wù)后，其全球產(chǎn)能增至2.2萬噸，占全球近30%。這三家公司的總產(chǎn)能占全球的63%。中國的LCP產(chǎn)能為1.6萬噸，日本為3.4萬噸，美國為2.6萬噸，分別占全球產(chǎn)能的21%、45%和34%。美日企業(yè)自20世紀(jì)80年代起就開始研發(fā)LCP，而中國起步較晚，長期依賴進(jìn)口。
LCP全球占有份額（%）
從2002年到2016年，全球LCP市場需求量顯著增長，從1.6萬噸增加到5.4萬噸，市場規(guī)模達(dá)到9.5億美元。根據(jù)Zion Market Research的預(yù)測，到2023年，全球LCP市場規(guī)模預(yù)計(jì)將增長至14.5億美元，2016至2023年間的復(fù)合年增長率約為6.2%。
全球LCP材料需求大規(guī)模及預(yù)測（萬噸）
LCP材料因其卓越的物理性能，在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。最初，美國發(fā)明了TLCP材料，并將其主要用于耐高溫的微波爐等爐具，但由于利潤不高，美國逐漸退出了這一生產(chǎn)領(lǐng)域。與此同時(shí)，日本廠商持續(xù)關(guān)注并發(fā)展LCP材料的生產(chǎn)和研發(fā)。隨著工程領(lǐng)域?qū)μ厥獠牧闲枨蟮脑鲩L，LCP材料因其獨(dú)特的物理性能重新受到重視。根據(jù)Prismane consulting的統(tǒng)計(jì)，電子電器及消費(fèi)電子、工業(yè)、汽車是LCP材料的主要下游應(yīng)用領(lǐng)域，分別占據(jù)80%、7%和6%的市場份額，其中連接器的用量接近三分之二。
LCP各領(lǐng)域應(yīng)用占比情況
近年來，LCP材料的市場需求快速增長，尤其在電子電氣領(lǐng)域表現(xiàn)突出。在電子電氣行業(yè)，LCP被廣泛用于制造高密度連接器、線圈架、線軸、基片載體和電容器外殼等部件。在航空航天領(lǐng)域，LCP用于生產(chǎn)雷達(dá)天線屏蔽罩和耐高溫耐輻射的殼體。在汽車工業(yè)中，LCP應(yīng)用于汽車燃燒系統(tǒng)元件、燃燒泵、隔熱部件和精密電子元件等。此外，作為纖維材料，LCP還用于宇宙飛船安全氣囊、輪胎增強(qiáng)材料和防割手套等。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的持續(xù)擴(kuò)展，預(yù)計(jì)LCP的市場規(guī)模將繼續(xù)增長。
全球各大公司 LCP 主要型號(hào)的液晶高分子產(chǎn)品類型
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