(整理)热分析技术在LC、LCP及LCD中的应用
金发科技LCP（液晶聚合物）材料简介—VicrystLCP特性及应用
⾦发科技LCP（液晶聚合物）材料简介—VicrystLCP特性及应⽤Welcome to Kingfa 600143.SS2016/10/29Vicryst? LCP特性及应⽤珠海万通特种⼯程塑料有限公司Zhuhai Vanteque Specialty Engineering Plastics Co., Ltd.⾦发科技股份有限公司Kingfa Sci. & Tech. Co., Ltd.产品研发⼯程师——周⼴亮Page upPage down2016/10/29Page 1/11-聚合物材料概览⾮晶型结晶型通⽤塑料PS HIPS ABS PMMA SAN PVC PVC/ABSPP PE⼯程塑料PC PC/ABS PPEPA6 PA66PBT PET POMPEI PES PSU PPSUPEEK PPSLCPPA10T PA6T PA4T PA46特种⼯程塑料100℃150℃210℃长期使⽤温度Page up Page downPage 2/112016/10/29-万通(Vanteque)特种⼯程塑料Vicnyl? HTPA (including PA10T, PA10T/X, PA6T/X, etc）Vicryst? LCPVispeek? PAEK（including PEEK, PEEKK and PEDEKK）Visulfon TM PPSU/PESVispct TM PCTPage upPage down2016/10/29Page 3/11⾦发科技在珠海投资4.1亿RMB，建成占地约800亩的合成基地，产品包括⾼温尼龙、LCP、PPSU、PEEK及降解塑料等。
-Vicryst?LCP材料简介Vicryst?LCPPage upPage down2016/10/29Page 4/11Vicryst?LCP-Vicryst?LCP 材料简介Hydroxy benzoic acid BiphenolTerephthalic acidCO O OO COOC Vicryst?LCP 是⼀种基于全芳⾹族聚酯的⾼性能聚合物材料，其熔点（Tm ）为355℃，热变形温度（HDT ）⾼达280℃。
热分析技术在LC、LCP及LCD中的应用
热分析技术在LC、LCP及LCD中的应用液晶（LC）和液晶高分子（LCP）通常是指在一定温度范围内呈现介于固相和液相之间的中间相的有机化合物。
在这中间相，它既具有液体又具有晶体的特性；其颜色和透明度可随外界条件（如温度，电场，磁场，吸附气体等）变化而变化。
LC和LCP这些不寻常的性质已经在液晶显示材料（LCD）中得到了广泛的实际应用，是近十几年来高分子材料研究的热点。
而热分析技术是通过测试材料随温度或时间而变化的物理和化学性能来对其进行表征的一系列技术。
由此可见热分析技术是进行LC、LCP和LCD研究和质量控制必不可缺的基本手段之一，其应用也愈来愈广泛和深入。
DSC的应用DSC是在程序控制温度下，测量输入到物质和参比物的热流差与温度（时间）关系的一种技术。
由于DSC不仅能准确测定LC、LCP和LCD的相变温度、结晶温度、熔融温度和玻璃化转变温度；而且能定量地量热，测定各种热力学参数（如热焓熵和比热）和动力学参数，灵敏度高和工作温度可以很低，因此DSC在LC、LCP、LCD中的研制和生产中的应用是最宽的。
1.液晶的相变由于LC、LCP、LCD具有复杂的中间相，其相变过程也很复杂，并且有些相变过程的热效应也很小，属于微弱的一级相变，因此对DSC的灵敏度和量热的准确性提出了很高的要求。
否则有些相变过程就会因测量不到而被忽略。
METTLER-TOLEDO公司的DSC822e结合了静态量热计量热准确和DSC技术少量快速的优点，采用独特的卡尔文热电堆热流传感器，具有比同类产品高得多的检测灵敏度和准确性（见1.LC、LCP、LCD热稳定性的*价2.LC、LCP、LCD的热降解过程和机理。
热分析技术在晶体中的应用
热分析技术在晶体方面的应用综述1. 前言1.1 相关概念：热分析：热分析（thermal analysis，TA）是指用热力学参数或物理参数随温度变化的关系进行分析的方法。
国际热分析协会（International Confederation for Thermal Analysis，ICTA）于1977年将热分析定义为：“热分析是测量在程序控制温度下，物质的物理性质与温度依赖关系的一类技术。
”根据测定的物理参数又分为多种方法。
热分析技术：热分析技术是在温度程序控制下研究材料的各种转变和反应,如脱水,结晶-熔融,蒸发,相变等以及各种无机和有机材料的热分解过程和反应动力学问题等,是一种十分重要的分析测试方法。
差热分析：在程序控温下，测量物质与参比物之间温度差与温度关系的一种技术。
热重分析：在程序控温下，测量物质的质量与温度关系的一种技术。
热膨胀法：在程序控温下，在可忽略载荷时，测量试样尺寸与温度关系的方法。
晶体：晶体即是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。
相变：物体由一种相态(固态、液态或气态)至另一种相态的转变，其间物理特性和分子结构发生了明显变化1.3关键词：热分析技术、晶体、热分解、脱水、热膨胀系数、示差法、静态膨胀系数、动态膨胀系数、瞬态膨胀系数、相变1.4 摘要：本文主要讲述了热分析技术在晶体研究方面的应用。
并着重阐述热了分析方法在晶体分解及热稳定性、相变、热膨胀性等方面的应用。
Abstract:This article mainly describes the applications of thermal analysis technology in the crystal research. It focuses on the analysis method in the crystal thermal decomposition and thermal stability, phase-transformation and thermal expansion.2.1热分析与晶体的脱水及分解2.1.1五水硫酸铜的热分析[1]五水硫酸铜是一种重要的铜盐, 它在加热条件下会逐步脱去结晶水，通过用差热分析确定其失水温度。
液晶高分子LCP简介演示
光学器件
其他领域
LCP独特的光学性能使其在光学器件如光栅 、偏振片、光学薄膜等方面具有广泛应用 。
LCP还可应用于汽车、医疗器械、体育器材 等领域，满足各种特殊性能需求。
0法
将LCP溶于适当的溶剂中，通过纺丝、涂膜等方法制造成型。溶液法具有制造 工艺简单的优点，但需要大量溶剂，且溶剂回收成本高。
应用前景
由于LCP的优异性能，它在工程塑料、电子电器、汽车零部件、航空航天等领域具有广泛的应用前景。未来随着 科技的进步和LCP改性技术的不断发展，LCP的应用领域将进一步拓展。
04
LCP的环保与可持续发展
LCP的环保性能
生物可降解性
01
LCP具有生物可降解性，可以在自然环境中被微生物分解为无害
熔融法
将LCP加热至熔点以上，通过挤出、注射等成型方法制造。熔融法具有制造成本 低、生产效率高的优点，但需要较高的加工温度，对设备要求较高。
LCP的制造原理
LCP的分子结构中包含刚性的液晶基元和柔性的高分子链，通过控制分子结构和 加工条件，可以实现LCP的液晶态和高分子态之间的转化，从而具有优异的物理 性能和加工性能。
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熔融法生产技术与设备
熔融法生产LCP的主要设备包括加热炉、挤出机、注射机等 。其中，挤出机和注射机是实现LCP成型的核心设备，其加 热系统、传动系统、控制系统等都需要高精度、高稳定性的 设计和制造。
03
LCP的性能测试与分析
LCP的物理性能测试
1 2 3
热性能
LCP具有优异的热稳定性，可承受高温环境，同 时其热变形温度也较高，表现出良好的耐热性。
在制造过程中，通过控制温度、压力、剪切力等参数，可以使LCP分子在有序排 列的同时进行高分子链的运动和交联，从而形成具有优异性能的LCP材料。
CCL和PCB热分析简介
CCL和PCB热分析简介热分析（Thermal Analysis）是指对物质在温度及热处理过程中性能变化的研究手段，它是一个非常重要的研究领域。
在材料科学、化学工程、高分子化学、微电子技术等领域中都广泛应用。
本文将介绍两个常见的热分析方法：CCL和PCB热分析。
CCL（Copper Clad Laminate，即铜铝基板）是电子元器件在IC、PCB等领域中常见的一种基底材料。
CCL能够提供电气连接和机械支撑的功能，同时还能传导和分散电子设备产生的热量。
因此，对于CCL的热分析非常重要。
CCL的热分析主要包括热导率、热膨胀系数和热容量的测定。
热导率是指物质在温度梯度下传导热量的能力。
对于CCL而言，热导率的高低直接影响着其散热性能。
热膨胀系数是指物质在温度变化时长度或体积的变化程度。
对于电子设备而言，温度变化会引起CCL材料的膨胀或收缩，从而可能导致器件的失效。
热容量是指物质单位质量或单位体积在温度变化时所吸收或释放的热量。
热容量的高低直接影响着CCL的热吸收和释放能力。
为了进行CCL的热分析，常见的实验方法有热导率测试仪、热膨胀仪和热分析仪等。
其中，热导率测试仪通过测定样品在温度梯度下的温度变化来计算热导率。
热膨胀仪则通过测量样品的长度或体积变化来计算热膨胀系数。
热分析仪则通过测量样品在升温过程中释放的热量来测定热容量。
相比于CCL的热分析，PCB（Printed Circuit Board，即印刷电路板）的热分析更为复杂。
PCB是电子设备的重要组成部分，其热分析主要涉及热传导、热阻和热沉等内容。
热传导是指物质内部传导热量的能力。
对于PCB而言，其内部材料的热导率直接影响着整个PCB的散热性能。
高热导率的材料可以有效的传导热量，提高PCB的散热效果。
热阻是指物质对热流的阻力。
PCB在散热过程中会面临的主要热阻包括材料间的接触热阻、界面热阻和空气换热热阻等。
热沉是指将热量从PCB传导到外部环境的部分。
热分析技术在材料性能研究中的应用
热分析技术在材料性能研究中的应用一、引言随着科学技术的不断发展，人类对于材料性能的研究越来越深入。
热分析技术作为一种较为先进的仪器分析技术，常常被应用于材料性能研究中。
本文将从热分析的基本原理入手，介绍其在材料性能研究中的应用。
二、热分析技术的基本原理热分析技术是通过对材料在高温下的热力学性质进行分析，来研究材料的性能的一种分析方法。
它主要包括热重分析(TGA)、差示扫描量热分析(DSC)、差示热分析(DTA)和热膨胀分析(TEA)等。
这些方法的基本原理是测量材料质量、热量、温度和长度随时间的变化。
三、应用热重分析(TGA)研究材料稳定性热重分析(TGA)是通过测量材料在不同温度下的重量变化来研究材料的热稳定性。
当材料被放于高温炉中时，材料内部分子随着温度的升高会开始分解产生热反应，导致材料质量下降。
通过测量材料质量的变化，以及测量材料分解时所放出的热量，可以确定材料的热稳定性和热化学反应。
四、应用差示扫描量热分析(DSC)研究材料热化学性质差示扫描量热分析(DSC)是用来研究材料在不同温度下的热化学反应的技术。
它通过测量焓变来确定材料的热化学性质。
当材料在高温下发生热反应时，会放出或者吸收一定数量的热量。
通过测量材料在不同温度下的热量变化，可以确定材料在热反应过程中吸收或释放的热量，从而了解材料的热化学性质。
五、应用差示热分析(DTA)研究材料相变及晶体结构差示热分析(DTA)是用来研究材料的相变及晶体结构的技术。
它通过测量材料在不同温度下的热量变化来确定材料的相变温度和晶体结构的变化。
在材料晶体结构发生改变或者相变的时候，会产生相应的热量的吸收或放出，通过测量这些热量变化，可以确定材料的相变温度和晶体结构的变化。
六、应用热膨胀分析(TEA)研究材料的物理性质热膨胀分析(TEA)是用来研究材料的物理性质的技术。
它通过测量材料在不同温度下的膨胀量来确定材料的物理性质。
在材料受到热循环时，其长度也会随之发生变化。
浅谈热分析技术及其应用
浅谈热分析技术及其应用（学号：0908321083姓名：吕夏燕）热分析是在程序控制温度的条件下，测量物质的物理性质与温度关系的一种技术。
在加热或冷却的过程中，随着物质的结构、相态、化学性质的变化都会伴随相应的物理性质变化。
这些物理性质包括质量、温度、尺寸等性质。
根据测量物质的物理性质的不同，热分析方法的种类是多种多样的。
如：差热分析(DTA) 、热重分析(TG) 、差示扫描量热(DSC) 和热机械分析( TMA、DMA) 等。
在热分析技术中，应用得最为广泛的是热重法、差热分析与差示扫描量热法。
DSC（DSC - Differential Scanning calorimeters），DSC 全称差示扫描量法，分为功率补偿式（Power Compensation ）和热流式（Heatflow ）。
其中功率补尝式DSC的测量原理是给被测样品和参比物样品放在同一环境中同时加温。
加温过程中，当被测物由于发生物理性变，产生吸热或放热反应引起两个样品温度有差别时，通过及时给较低温度的样品加热，补偿功率的方法达到两样品时时保持相同温度。
功率补偿式DSC 在定量测量热量方面比差热分析法好得多，能够直接从曲线峰面积中得到试样放热量（或吸热量），而且分辨率高，测得的化学反应动力学参数与纯度比差热分析法更精确。
TG(Thermogravimetric Analyzers) 热重分析法，热重分析法是在程序控制温度下，测量温度的质量与温度的关系的技术。
用来进行热重分析的仪器一般称为热天平。
它的测量原理是在给被测物加温过程中，由于物质的物理或化学特性改变，引起质量的变化，通过记录质量变化时程序所走出的曲线，分析引起物质特性改变的温度点，以及被测物在物理特性改变过程中吸收或者放出的能量，从而来研究物质的热特性。
DTA（Microcumputer Differential Thermal Analyzers）差热分析法，差热分析法是应用最广泛的一种热分析技术，它是在程序控制温度下，建立被测量物质和参比物的温度差与温度关系的技术。
液晶高分子(LCP)及其应用
液晶高分子（LCP）及其应用摘要:液晶高分子是近几十年来迅速兴起的一类高分子材料,由于其本身具有高一系列优异的综合性能以及与信息技术、新材料和生命科学相互促进作用,已成为材料研究的热点之一。
本文简要介绍了液晶高分子的类型、特性、主要应用以及液晶高分子发展趋势与展望。
关键词:液晶高分子；分类；特性；应用；发展趋势与展望1 引言物质在晶态和液态之间还可能存在某种中间状态，此中间状态称为介晶态，液晶是一种主要的介晶态。
液晶即液态晶体，既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性［1］（如介电常数各向异性，折射率各向异性等）。
自从1888年奥地利植物学家F.Reinitzer在合成苯甲酸胆甾醇时发现了液晶后,人们一直从事低分子液晶的研究,直至1941年提出液晶态存在于聚合物体系中,人们才开始进入了对高分子液晶的研究［2］。
然而其真正作为高强度、高模量的新型材料,是在低分子中引入高聚物,合成出液晶高分子后才成为可能的。
20世纪70 年代DuPont 公司首次使用各向异性的向列态聚合物溶液制出商品纤维——Fiber，紧接着纤维Kevlar 的问世及其商品化,开创了液晶高分子(以下简称LCP) 研究的新纪元。
然而由于Kevlar 是在溶液中形成需要特定的溶剂,并且在成形方面受到限制,人们便把注意力集中到那些不需要溶剂,在熔体状态下具有液晶性,可方便地注射成高强度工程结构型材及高技术制品的热致性液晶高分子上。
1975 年Roviello阿首次报道了他的研究成果。
次年Jackson 以聚酯为主要原料合成了第一个具有实用性的热致性芳香族共聚酯液晶,并取得了专利［3］。
而今,LCP 已成为高分子学科发展的重要分支学科,由于其本身具有高强度、高模量、耐高温、低膨胀系数、良好的介电性、阻燃性等一系列优异的综合性能［4］及与信息技术、新材料和生命科学相互促进作用,已成为材料研究的热点之一。
2 液晶高分子的分类［5，6］2.1 第一种分类法——热致型和熔致型按液晶形成的条件，可将高分子液晶分为热致型液晶和熔致型液晶（1）热致型液晶通过加热而呈现液晶态的物质称为热致型液晶。
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热分析技术在LC 、LCP 及LCD 中的应用
液晶（LC）和液晶高分子（LCP）通常是指在一定温度范围内呈现介于固相和液相之间的中间相的有机化合物。
在这中间相，它既具有液体又具有晶体的特性；其颜色和透明度可随外界条件（如温度，电场，磁场，吸附气体等）变化而变化。
LC 和LCP 这些不寻常的性质已经在液晶显示材料（LCD）中得到了广泛的实际应用，是近十几年来高分子材料研究的热点。
而热分析技术是通过测试材料随温度或时间而变化的物理和化学性能来对其进行表征的一系列技术。
由此可见热分析技术是进行LC、LCP 和LCD 研究和质量控制必不可缺的基本手段之一，其应用也愈来愈广泛和深入。
DSC 的应用
DSC 是在程序控制温度下，测量输入到物质和参比物的热流差与温度（时间）关系的一种技术。
由于DSC 不仅能准确测定LC、LCP 和LCD 的相变温度、结晶温度、熔融温度和玻璃化转变温度；而且能定量地量热，测定各种热力学参数（如热焓熵和比热）和动力学参数，灵敏度高和工作温度可以很低，因此DSC 在LC、LCP、LCD 中的研制和生产中的应用是最宽的。
1. 液晶的相变
由于LC、LCP、LCD 具有复杂的中间相，其相变过程也很复杂，并且有些相变过程的热效应也很小，属于微弱的一级相变，因此对DSC 的灵敏度和量热的准确性提出了很高的要求。
否则有些相变过程就会因测量不到而被忽略。
METTLER-TOLEDO 公司的DSC822e 结合了静态量热计量热准确和DSC 技术少量快速的优点，采用独特的卡尔文热电堆热流传感器，具有比同类产品高得多的检测灵敏度和准确性（见图1），图中的液晶样品在冷却曲线上中间相的焓变和温度范围都很小，但经信号放大后能清晰可见），信号时间常数短，分峰能力强，噪声低。
并且配合该公司的FP84 热台偏光显微镜的使用是表征LC、LCP、LCD相变的最简单有效的方法。
图1
2. 液晶的比热
比热是重要的热力学参数。
同一物质不仅在不同的温度下有不同的比热，而且在不同的相态下的比热也各不相同，因此可通过液晶的比热测定来判别其相态变化和相变级数。
用传统DSC 测量比热需要多次的实验，而具有调制式功能的DSC 则可以接近恒温直接测量比热。
METELER-TOLEDO 的DSC822e 中的ADSC 功能软件就具有这一功能。
为了满足LC、LCP、LCD 各种性能的要求，我们常常需要在研制和生产过程中采用共聚和共混的方法增加其它的聚合物。
其共混物的成分可分别根据它们DSC 中的熔融峰面积计算，因为在共混物中的每个成分各自保持自身的熔融特性（见图2）
图2
对于共聚混合物的相容性和相分离，利用DSC 测定不同条件下的共聚混合物的玻璃化转变温度是一种很简便的方法。
其基本原理是：相容性好则呈现单一的玻璃化转变温度，相分离则显示出两个纯组分的玻璃化转变温度。
4. 液晶的有序性，液晶结构与热稳定性之间的关系
从分子水平看液晶的中间相是有序的。
中间相的有序范畴为105 分子量级，各种中间相的有序性也各不相同。
根据热力学的原理，高度无序的物质具有很高的熵值，相反，低熵值总是和有序程度高的物质联系在一起的，因此通过DSC 测量液晶的相变热焓? H，并且计算相应的相变熵? S，就可定性地反映出液晶分子件间作用力的大小和各种中间相的有序程度。
利用DSC 所测定的液晶的热力学参数不仅可了解中间相的有序性，还可用于研究LC、LCP、LCD 的结构与热稳定性之间的关系。
5. 液晶态结晶动力学研究
DSC 是研究液晶等温和非等温结晶动力学的必需的手段。
等温结晶动力过程的动力学方程式可用Avrami-Erofeev 方程：1-? =exp（-Atn）。
其实验方法是采用响应速度快的DSC 淬火至某一温度，并保持恒定，在这一恒定的温度下测定其结晶速率；或采用改变液晶态的退火温度和在同一温度改变退火时间的方法进行动力学研究。
非等温结晶动力学则是采用不同
的升温速率进行测定。
6. 高压条件下的LC、LCP、LCD
由于液晶作为显示材料（LCD），在显示器件中有广阔的应用前景，因此对利用外力改变液晶中间相相变温度范围和高压对液晶的热力学性质的影响就显得尤为重要。
我们利用梅特勒-托利多公司的（压力范围0?1~7Pa）在这一方面进行了一些有益的尝试（见图3）。
图3
TGA 的应用
TGA 是在程序控制温度下，测量物质质量与温度关系的一种技术。
通过LC、LCP、LCD 的热失重曲线，我们可得到如下信息：
1. LC、LCP、LCD 热稳定性的评价
2. LC、LCP、LCD 的热降解过程和机理
3. 添加剂对LC、LCP、LCD 热稳定性影响的测定
4. LC、LCP、LCD 中挥发性物质的测定
TMA（DMA）的应用TMA 是在程序控制温度下，测量物质在非振动负荷下的形变与
温度关系的一种技术。
DMA 是在程序控制温度下，测量物质在振动负荷下的动态模量和阻尼与温度关系的一种技术。
1. LCD 软化点的测定
2. LCD 热膨胀系数（LE）的测定
3. LCP、LCD 玻璃化温度的测定（DMA）
4. LCP、LCD 储能模量和阻尼的测定（DMA）。