『化学⑰』スーパーエンプラ②LCP 河東丈二

エチレンテレフタレートとパラヒドロキシ安息香酸との重縮合体

「タイプⅠ」と呼称する。最初に製造された液晶ポリマーの種類。

荷重わたみ温度：＞300℃　はんだ耐熱レベル：ディップはんだ対応

フェノールおよびフタル酸とパラヒドロキシ安息香酸との重縮合体

「タイプⅡ」と呼称する。下図は一般的な4,4-ジヒドロキシビフェノールとテレフタル酸の例。

荷重わたみ温度：250～270℃　はんだ耐熱レベル：SMTはんだ対応

2,6-ヒドロキシナフトエ酸とパラヒドロキシ安息香酸との重縮合体

「タイプⅢ」と呼称する。

荷重わたみ温度：＜230℃以下　はんだ耐熱レベル：はんだ対応なし

液晶ポリマー (LCP) は、液晶の特性を持つポリマーであり、通常はメソゲンとして芳香環を含んでいます。 架橋されていない LCP にもかかわらず、液晶エラストマー (LCE) や液晶ネットワーク (LCN) などの高分子材料も液晶性を示すことがあります。 どちらも架橋 LCP ですが、架橋密度が異なります。 これらは、デジタル ディスプレイ市場で広く使用されています。 さらに、LCP には、熱作動、異方性膨潤、柔らかい弾力性などの独自の特性があります。 したがって、それらは優れたアクチュエータおよびセンサーになる可能性があります。 LCP の最も有名で古典的な用途の 1 つは、防弾チョッキを含む幅広い用途を持つ強力で軽量な繊維であるケブラーです。

液晶ポリマー（Liquid Crystal PolymerまたはLiquid Crystal Plastic、略：LCP）のうちサーモトロピック型に属するものは、溶融状態で分子の直鎖が規則正しく並んだ液晶様性質を示す、熱可塑性樹脂に属する合成樹脂の総称と定義される。厳密には、パラヒドロキシ安息香酸などを基本構造としつつ、それのみによるホモポリマーでは融点が熱分解温度を上回ってしまうため、各種の成分と直鎖状にエステル結合させた芳香族ポリエステル系樹脂であり、別称として液晶ポリエステルとも呼称される。

特徴

• 固体。タイプにより褐色や乳白色などだが、成型用に供出される際には黒などの着色がなされている場合が多い。

• 成型後に生じる緻密な結晶構造により、非強化状態でもフィラー強化されたエンジニアリングプラスチックを上回る剛性を持つ。ただし異方性は極めて高い。

• 高い弾性を持つ。

• 耐熱性が高い。最も高い「タイプⅡ」は荷重たわみ温度が280℃を超える。

• 溶融時に示す液晶的性質から高分子相互の絡み合いが無いため粘度が低く、成型時の流動性に優れる。また成型収縮率や線膨張係数が低いため、薄肉構造や微細な成型に対応できる。ただしウエルド強度はおしなべて低い。

• 耐薬品性に優れる。

• 難燃性は「タイプⅠ」でUL94HB、「タイプⅡ～Ⅲ」はV-0。

• 弱点としてポリエステル系スーパーエンプラなので、高温蒸気・温水。アルカリ性薬品中では加水分解する。また、成型上では吸水率は低いがポリエステル系プラスチックなので予備乾燥を必要とする。

用途

電気･電子分野では前述のプリント基板実装用の他にも、コネクタ･ボビン･光ピックアップ部品のケースなど、さらにマイクロモーター部品などに使用される。フィルム成型したものは、薄層化や高周波などに対応する電子回路基板素材やヘッドフォン用振動板のコーティング材として、また光学フィルムとしても急速に採用範囲を広げている。自動車関連では電装部品の他に、コンプレッサー部品やショックアブソーバー機構部品など機械的な部品類にも採用されている。これは事務用機器や一般の機械にも及び、パソコンや複写機･プリンターなどの内部構造部品、回転機器の軸受け、油圧機構のシールパッキンなど金属代替分野でも幅広い採用例がある。また、強度と弾性率に優れた繊維や不織布への展開も図られ、魚網等水産資材用から光ファイバー構成材料などにも使われている。将来は、LCPが持つガスバリア性や制音･制振性などの特性を生かし、燃料電池構成部品などへの用途展開が期待されている。

LCP　Joji Kawahigashi

Polycondensate of ethylene terephthalate and para hydroxybenzoic acid

We call it "Type I". The first manufactured type of liquid crystal polymer.

Load deflection temperature: >300°C Soldering heat resistance level: Supports dip soldering

Polycondensates of phenol and phthalic acid with para hydroxybenzoic acid

It is called "Type II". Below is an example of common 4,4-dihydroxybiphenol and terephthalic acid.

Load deflection temperature: 250-270°C Solder heat resistance level: SMT solder compatible

Polycondensate of 2,6-hydroxynaphthoic acid and para hydroxybenzoic acid

It is called "Type III".

Load deflection temperature: <230°C or less Soldering heat resistance level: Not compatible with soldering

Liquid crystal polymers (LCP) are polymers with liquid crystal properties, usually containing aromatic rings as mesogens. Polymeric materials such as liquid crystal elastomers (LCE) and liquid crystal networks (LCN) can also exhibit liquid crystallinity, despite the uncrosslinked LCP. Both are crosslinked LCPs, but with different crosslink densities. They are widely used in the digital display market. Additionally, LCP has unique properties such as thermal actuation, anisotropic swelling, and soft elasticity. Therefore, they can be excellent actuators and sensors. One of LCP's most famous and classic uses is Kevlar, a strong, lightweight fiber with a wide range of uses, including bulletproof vests.

Among liquid crystal polymers (Liquid Crystal Polymer or Liquid Crystal Plastic, abbreviated as LCP), those belonging to the thermotropic type are synthetic resins belonging to thermoplastic resins that exhibit liquid crystal-like properties in which linear chains of molecules are regularly arranged in a molten state. Defined generically. Strictly speaking, although the basic structure is para hydroxybenzoic acid, the melting point of a homopolymer consisting of only para hydroxybenzoic acid exceeds the thermal decomposition temperature. Also known as liquid crystal polyester.

feature

solid. Depending on the type, it is brown or milky white, but when it is delivered for molding, it is often colored such as black.

Due to the dense crystal structure that occurs after molding, it has a rigidity that surpasses that of filler-reinforced engineering plastics even in a non-reinforced state. However, the anisotropy is extremely high.

have high elasticity.

High heat resistance. The highest "Type II" has a deflection temperature under load exceeding 280°C.

Due to its liquid crystal-like properties when melted, there is no entanglement between polymers, resulting in low viscosity and excellent fluidity during molding. In addition, the molding shrinkage rate and coefficient of linear expansion are low, so it can be used for thin structures and fine molding. However, the weld strength is generally low.

Excellent chemical resistance.

Flame resistance is UL94HB for "type I" and V-0 for "types II to III".

As a weak point, it is a polyester-based super engineering plastic, so high-temperature steam and hot water. Hydrolyzes in alkaline chemicals. In addition, although the water absorption rate is low in terms of molding, pre-drying is required because it is a polyester-based plastic.

Usage

In the electric and electronic fields, in addition to the above-mentioned printed circuit board mounting, it is also used for connectors, bobbins, optical pickup parts cases, and micromotor parts. Film-molded products are rapidly expanding their range of use as materials for electronic circuit boards that support thin layers and high frequencies, as coating materials for headphone diaphragms, and as optical films. In the automotive field, in addition to electrical parts, it is also used for mechanical parts such as compressor parts and shock absorber mechanism parts. This extends to office equipment and general machinery, and there is a wide range of examples of its use in metal substitute fields such as the internal structural parts of personal computers, copiers, printers, etc., bearings of rotating equipment, and seal packing of hydraulic mechanisms. It is also being developed into fibers and non-woven fabrics with excellent strength and elastic modulus and is used for optical fiber construction materials as well as fish nets and other aquatic materials. In the future, it is expected that LCP will be used in fuel cell components, etc., taking advantage of its gas barrier properties, sound damping, and vibration damping properties.