摘要﹕ 液晶環氧樹脂融合了液晶有序和网絡交聯的优點，是一類深具潛力的功能材料。介紹了液晶環氧樹脂的合成、固化以及含有液晶基元的小分子環氧化合物的种類﹔ 并簡述了液晶環氧樹脂的國內外研究狀況及其發展前景。

關鍵詞﹕熱固性液晶聚合物;液晶環氧樹脂;固化

熱固性液晶聚合物是液晶高分子的重要分支，它融合了液晶有序和网絡交聯的优點，具有优异的光、電性能和良好的熱机械性能，已經用于通信、航天等科學技術領域。根据分子結构中封端官能團的不同，可以將其分為液晶環氧、液晶雙馬來　亞胺、液晶氰酸酯等。液晶環氧樹脂同普通環氧樹脂相比， 其耐熱性、耐水性和耐沖擊性都大為改善，可以用來制備高性能复合材料﹔同時，液晶環氧樹脂在取向方向上線膨脹系數很小，而且其介電強度高、介電損耗小，可使用在高性能要求的電子封裝領域﹒，是一种深具潛力的功能材料。

１　液晶環氧樹脂的合成

液晶環氧樹脂的合成是指在液晶相溫度范圍內固化環氧化合物，或者在体系固化過程中發生各向同性向液晶性的轉變，最終液晶分子的有序排列被分子間交聯所固定。

１﹒１　液晶環氧化合物的合成

環氧化合物可以分為小分子和齊聚物兩大類。其中，后者是在前者的基礎上与二鹵代烴共聚而得到的。小分子環氧化合物根据所含液晶基元的不同，可將其分為芳酯類、聯苯類、苯乙烯類和亞甲胺類等。其分子通式可表示為﹕

液晶環氧化合物的合成方法有部分氧化法和環氧氯丙烷法。對于容易水解的液晶基元， 一般采用部分氧化法。

１﹒２　液晶環氧化合物的固化

液晶環氧化合物的固化方式有兩种，一种是在自由基促進劑和陽离子引發劑存在下光照交聯， 一种是与固化劑反應生成网絡聚合物。

對于液晶環氧化合物來說，要在固化過程中形成液晶相，僅在分子結构中含有具有足夠長度的液晶基元是不夠的，選擇合适的固化劑和固化溫度是很重要的。固化劑的熔點應与液晶環氧小分子的液晶相溫度要匹配，即在液晶相溫度范圍內，固化劑能完全熔融且固化速度适當﹔而固化溫度最好選擇為液晶相溫度范

圍的低端，這樣，在固化反應過程中，液晶基元自發或沿外場方向取向，体系有序度提高，通過固化反應可使這种有序不可逆地固定下來。

２　國內外研究狀況

清華大學劉偉昌等[１]合成了一种含對苯二酚二對羥基苯甲酸酯基團的環氧預聚物，并用紅外及核磁共振對其結构進行了表征，用偏光顯微鏡証明其有液晶性。西北工業大學陳立新等[２]合成了一种含芳香酯基液晶基元的環氧化物——對羥基苯甲酸對苯二酚二縮水甘油醚， 研究了不同的固化劑 Ｄ Ｄ Ｍ 、Ｄ Ｄ Ｂ Ａ 、ＤＤＳ 及不同的固化溫度對固化物性能的影響，結果表明這种環氧化物本身并不具有液晶性，只有在与固化劑 ＤＤＭ 在液晶相變溫度范圍內反應后固化物才表現出液晶性，這种具有液晶性的固化物在所有固化物中綜合性能最好。湘潭大學黃啟谷等[３]以乙二醇縮水二甘油醚（ＥＧＤＥ）和 ４，４′－ 二羥基 －α － 甲基　為原料合成了一种新型液晶環氧樹脂。討論了影響反應的因素，并用 ＤＳＣ、ＰＯＭ 對樹脂的液晶性進行了表征，對固化物的力學性能進行了測試，結果表明其性能优于普通環氧固化物。

Ｓｅｒｇｅｙ Ｖｙａｚｏｖｋｉｎ等[４]運用 ＤＳＣ比較了４，４′ —二羥基聯苯的二環氧甘油醚（ＤＧＥＢＰ）以及雙酚Ａ 的二環氧甘油醚（ＤＧＥＢＡ）与固化劑 ＤＡＰ 的固化反應動力學。ＤＧＥＢＰ 含有介晶結构，使得固化后的 ＤＧＥＢＰ／ＤＡＰ 系統具有液晶織態。從 ＤＳＣ 圖上發現，液晶環氧的固化比普通環氧的要复雜。他們還將液晶相的形成与活化能的改變聯系起來，并發現与以往動力學模型的假定不同的是，固化速率不僅是反應程度的函數， 還依賴于結构的形成。Ａｌｉｃｅ Ｍｉｔｉｔｅｌｕ等[５]運用 ＳＥＣ研究了 ＤＧＥＢＰ与 ＤＤＳ 系統動力學行為，發現向列相出現在凝膠點之前，并認為環氧樹脂中的有序排列會影響動力學。Ｊｉｎｇｐｉｎｇ　Ｌｉｕ 等[６]運用 ＤＳＣ研究了一种含α － 甲基二苯乙烯類液晶基元的環氧化物 Ｄ Ｏ Ｍ Ｓ 与固化劑苯胺、Ｎ Ｅ Ａ 、Ｂ Ｓ Ａ 、ＳＡＡ 的固化動力學。他們發現當 ＤＧＥＢＰ与苯胺反應時，向列型液晶結构的生成并沒有造成与自催化模型的偏差。在含有 ＮＥＡ 和 ＢＳＡ的系統中，并沒有液晶相的形成，它們的固化在一定溫度范圍內都符合自催化模型。在ＤＯＭＳ 与 ＳＡＡ 的固化反應中， 當液晶相由向列結构轉變為近晶結构時，會和自催化模型產生較大的偏差。与普通的非均相反應中由擴散造成的反應速率下降不同的是，它的反應速率反而升高。在引入一個由于液晶結构的生成而造成的假濃度項后，他們為這個反應系統建造了一個改進的動力學模型。作為一類新型的功能材料，液晶環氧樹脂具有很多突出的优點。同時， 利用液晶環氧樹脂對普通環氧樹脂進行改性也是實現環氧樹脂高性能化的一個可行途徑，有廣闊的前景和內在的潛力。因此， 可以肯定在不遠的將來，液晶環氧樹脂將得到越來越廣泛的應用。

參考文獻

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