液晶高分子材料简介

摘要 介绍了液晶高分子材料的分类及应用，主要对液晶高分子材料在显示领域的应用进行概述。介绍了液晶高分子材料的研究历史及其重要的应用价值和理论意义。

关键词 液晶；高分子液晶；应用  

引言 液晶高分子是一种由刚性分子链构成的，在一定条件下可以形成兼有液体和晶体性质的高分子物质根据液晶形成条件的不同，可分为溶致型LCP和热致型LCP溶致性液晶。

一、液晶材料的定义、分类与结构

液晶是除物质的固态、液态 、气态外，被称为“第四态”的一种物质状态,是一种介于各向异性晶体和各向同性液体之间的有序流体，所以又称为介晶相。处于液晶相的物质既具有流体的流动性和连续性，又具有晶体分子的有序性和光学各向异性。

按照液晶物质的分子量大小不同，可分为低分子液晶和高分子液晶两大类；按照液晶态形成的条件不同，又可分为即热致液晶和溶致液晶。

能在溶液或熔体中显示液晶性的聚合物，是由称之为“液晶基元”的具有一定长径比的刚性棒状结构单元组成。根据这种液晶基元在高分子键中的位置，高分子液晶可分为主链液晶聚合物、侧链液晶聚合物和主、侧链都具有液晶基元的混合型液晶聚合物。高分子液晶可同低分子液晶一样，形成向列型、近晶型、胆甾型液晶相。

基本结构 具有下列结构的对位取向的芳香族分子构成了液晶的绝大多数

Y—“核芯”—X —“核芯”—Z

即称液晶基元或介晶单元，这类分子有三部分组成：

(1)由两个或更多芳香环组成的“核芯”，最常见的是苯环，有时为杂环或脂环；

(2)有一两个桥键X将芳香环连接起来；

(3)在分子长轴端上常有端基Y和Z。

二、液晶高分子材料的应用

2.1 液晶材料在显示器的应用

回顾液晶的发展史可以发现，尽管液晶早在19世纪60年代已经被发现，然而在相当长一段时间里，虽然液晶的许多有价值的现象早被揭露，但液晶始终只是实验室中的珍品而已。只有当液晶被用于显示器开始，它的研究才有了前所未有的动力。在这最近的几十年时间里液晶显示器有了长足的进步，目前液晶显示器已是整个领域中的佼佼者，只要稍加留意，不难发现市场上用液晶显示器的仪器仪表、计算器、计算机、彩色电视机等不仅品种越来越多，而且显示品质亦越来越高，价格越来越便宜。

目前，各种形态的液晶材料基本上都用于开发液晶显示器，现在已开发出的各种向列相液晶、聚合物分散液晶、双（多）稳态液晶、铁电液晶和反铁电液晶显示器等。而在液晶显示中，开发最成功、市场占有量最大、发展最快的是向列功、市场占有量最大、发展最快的是向列相液晶显示器。按照液晶显示模式，常见向列相显示就有TN（扭曲向列相）模式，HTN（高扭曲向列相）模式、STN（超扭曲向列相）模式、TFT（薄膜晶体管）模式等。其中TFT 模式是近10年发展最快的显示模式。

2.2 液晶材料在物理学方面的应用

液晶材料在光特性上显示出明显的各向异性，有些还具有光学活性，可以改变光的偏振方向，其可以用在光导液晶光阀、光调制器、光通讯用光路转换开关、超声波测量。

2.3 液晶材料在生命科学方面的应用

液晶在医学中最初的应用之一是测量温度变化。利用胆甾型液晶对热的敏感性，能随温度变化而改变颜色的性质在医学中应用广泛。应用胆甾型液晶对化学物质及辐射的敏感性， 可制备出微量毒气徽章、辐射剂量计等产品作为加速器操作者、核反应堆工作人员、X光检验科医生等放射性工作者监测保护装置。溶致性液晶在药物生产中可用作囊壁材料将药剂封成胶囊，避免在消化过程中受到酶的破坏，将药物控制传输到生物体的特定部位后液晶外壳溶解释放出药物，从而达到靶向给药的目的，并通过控制溶致液晶的挤压速度来调节药物的释放速度和在体的溶解能力，以减少药物有害影响。

2.4 液晶材料在材料学方面的应用

胆甾型液晶具有显著的温度效应，因此可以利用其的这一特性对飞机的许多构件的内部进行无损探伤。利用液晶纺织新工艺制造出来的Kevlar纤维是超高强度的合成纤维，其强度是钢丝的五倍，且还轻，密度是钢丝的五分之一，具有质轻，质地柔软、强度高的特点。

三、总结与意义

作为新兴的功能材料，液晶高分子材料具有很多突出的优点。随着人们对它的不断研究，液晶高分子材料会逐步代替目前使用的部分金属和非金属材料。

目前，随着液晶高分子材料的研究和应用现在越来越成熟，发展日新月异，新产品、新理论层出不穷，因此液晶材料的发展具有良好的前景。

参考文献

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