Polímero de cristal líquido


Los polímeros de cristal líquido (LCP) son polímeros con la propiedad de cristal líquido, que generalmente contienen anillos aromáticos como mesógenos . A pesar de los LCP no reticulados, los materiales poliméricos como los LCE (elastómeros de cristal líquido) y los LCN (redes de cristal líquido) también pueden exhibir cristalinidad líquida. Ambos son LCP entrecruzados pero tienen diferente densidad de entrecruzamiento. [1] Ya se utilizan ampliamente en el mercado de las pantallas. [2] Además, los LCP tienen propiedades únicas como activación térmica, hinchamiento anisotrópico y elasticidad suave. Por tanto, pueden ser buenos actuadores y sensores. [3] Una de las aplicaciones más famosas y clásicas de los LCP es el Kevlar, una fibra resistente pero ligera con amplias aplicaciones, como un chaleco antibalas.   

La cristalinidad líquida en polímeros puede ocurrir disolviendo un polímero en un solvente ( polímeros de cristal líquido liotrópicos ) o calentando un polímero por encima de su vidrio o punto de transición de fusión ( polímeros de cristal líquido termotrópico ). [5] Los polímeros de cristal líquido están presentes en forma sólida / líquida o fundida. [6] En forma sólida, el principal ejemplo de LCP liotrópicos es la aramida comercial conocida como Kevlar . La estructura química de esta aramida consiste en anillos aromáticos linealmente sustituidos unidos por grupos amida. De manera similar, varias empresas (por ejemplo, Vectra / Celanese ) han producido comercialmente varias series de LCP termotrópicos .

Un gran número de LCP, producidos en la década de 1980, mostraron un orden en la fase de fusión análogo al exhibido por los cristales líquidos no poliméricos . El procesamiento de LCP a partir de fases de cristal líquido (o mesofases) da lugar a fibras y materiales inyectados que tienen altas propiedades mecánicas como consecuencia de las propiedades de autorrefuerzo derivadas de la orientación macromolecular en la mesofase .

Hoy en día, los LCP se pueden procesar por fusión en equipos convencionales a altas velocidades con una excelente reproducción de los detalles del molde. De hecho, la alta facilidad de formación de los LCP es una ventaja competitiva importante frente a otros plásticos, ya que compensa el alto costo de la materia prima. [7]

La clase de LCP polares y de arco, con propiedades únicas e importantes aplicaciones potenciales, queda por explotar. [8]

Al igual que el cristal líquido de pequeño peso molecular, los polímeros de cristal líquido también tienen diferentes mesofases. Los núcleos mesógenos de los polímeros se agregarán en diferentes mesofases: Nemáticos (N), Colestéricos (Ch), Esmecticos (S), compuestos con grupos terminales altamente plar. [9] Puede encontrar más información sobre las mesofases en la página de cristal líquido .


Estructura molecular de Kevlar
Estructura molecular del LCP Vectran [4]
Estructura de los LCP
El mecanismo de los sistemas liotrópicos (L significa líquido, LC significa cristal líquido, Vp significa la fracción de volumen del polímero, T significa temperatura).