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Harzdaten
LCP

Polímero de Cristal Líquido

LCP·Hochleistungskunststoffe·Teilkristallin

LCP (Flüssigkristallpolymer) ist der seltsamste und teuerste Kunststoff im Massenspritzguss-Markt und gleichzeitig der einzige, mit dem sich Fine-Pitch-SMT-Steckverbinder formen lassen, die 260°C-Reflow ohne Verformung überstehen. Seine einzigartige Eigenschaft: Moleküle sind starre aromatische Stäbchen, die im geschmolzenen Zustand eine nematische flüssigkristalline Phase bilden —sie richten sich parallel aus wie Baumstämme in einem Fluss. Beim Spritzgießen "friert" diese Orientierung im Teil ein und erzeugt extreme Anisotropie: CTE von 5-10 ppm/K in Fließrichtung (ähnlich wie Aluminium!), 50-80 ppm/K senkrecht dazu.

Die beiden großen Familien: Vectra (Celanese, Naphthalin-basiert, Masse 285-335°C) und Xydar (Solvay, Biphenol-basiert, Masse 370-450°C — für Extreme). Japan führt mit Sumikasuper (Sumitomo) und Laperos (Polyplastics). DuPont hatte Zenite. Die dominierende Anwendung sind SMT-Steckverbinder —Fine-Pitch Board-to-Board, DDR, USB-C, HDMI— wo Lead-Free-Reflow-Toleranz und <0,3 mm Wand-Verarbeitbarkeit kritisch sind.

Weitere Vorzüge: Feuchtigkeitsaufnahme <0,05% (die niedrigste aller Thermoplaste), HDT 200-280°C+, inhärentes V-0 ohne Halogene, UV-Stabilität 90%+ nach 2000h. Kehrseite: hohe Kosten ($15-30/kg), schwache Bindenähte, weil die Orientierung keine Verschlaufung wiederherstellt. Verarbeiten Sie LCP in der Elektronik? Teilen Sie Ihre Erfahrungen mit dünnen Wänden und Verzug in den Kommentaren.

Die in diesen Datentabellen angegebenen Bereiche wurden vom MVPS-Team aus verschiedenen Parameterblättern und der Fachliteratur zusammengestellt und integrieren die unteren und oberen Grenzwerte für jeden Materialtyp.

Diese Informationen müssen bei der Entwicklung von Spritzgießprozessen sorgfältig geprüft werden. Die endgültigen Bereiche und Verarbeitungstoleranzen liegen in der Verantwortung des zuständigen Ingenieurs.

Diese Bereiche werden nicht zur Festlegung spezifischer Prozesstoleranzen empfohlen. MVPS empfiehlt stets, das Datenblatt des Herstellers anzufordern und zu konsultieren.

Allgemeine Eigenschaften

Chemische StrukturTeilkristallin
Spezifisches Gewicht (Dichte)1,76:1
L/D-Verhältnis18 – 24
Verdichtungsverhältnis2 – 3
Tonnage-Faktor6,18 – 9,27kN/cm²
Temperaturleitfähigkeit0,307mm²/s
Max. Scherrate60.0001/s
Schwindung0,1 – 0,6%
Mahlgut⚠ Vorsicht
Wärmeformbeständigkeit (HDT) @ 1,82 MPa183°C
Glasübergang (Tg) @ 10°C/min120°C
Vicat-Erweichung @ 50N144°C

Trocknung

Trocknungstemperatur149 – 179°C
Trocknungszeit2 – 8h
Empfohlene Restfeuchte0,03%
Empfohlener TrocknertypTrockenmittel
Taupunkt-28,9°C

Temperaturen

Massetemperatur (Melt)279 – 343°C
Düse288 – 354°C
Vorne277 – 346°C
Mitte271 – 343°C
Hinten268 – 349°C
Entformung102 – 132°C
Werkzeug (Kühlung)85 – 121°C
Einzugszone35 – 79°C

Verarbeitung

Staudruck1,4 – 6,9bar
Schneckendrehzahl40 – 70RPM
EinspritzgeschwindigkeitHoch
Zylinderauslastung25 – 75%
Einspritzdruck800 – 1.300Pbar
Nachdruck200 – 1.040Pbar
Restmassepolster6,4 – 12,7mm

Werkzeug

Angusskanal-Durchmesser2,03 – 4,06mm
Anschnitt-Durchmesser0,51 – 1,02mm
Anschnittfläche0,2 – 0,81mm²
Wandstärke0,3 – 1,52mm

Entlüftung

Tiefe (Vent Depth)0,0102 – 0,0305mm
Steg (Vent Land)0,762 – 1,52mm
Breite (Vent / Clearance)4,06 – 12,7mm
Entlastung (Relief Channel)0,2032 – 0,4064mm

Häufig gestellte Fragen

Ein **LCP** ist ein Thermoplast, dessen Moleküle **starre Mesogene** sind —typischerweise Ketten aromatischer Ringe, verbunden durch Esterbindungen (p-Hydroxybenzoat, Hydroxynaphthoat, Biphenol). Im geschmolzenen Zustand wickeln sich diese starren Stäbchen nicht zufällig wie ein konventionelles Polymer: **sie richten sich parallel aus** und bilden einen **nematischen flüssigkristallinen Zustand**. Beim Spritzgießen orientiert der Fluss diese Stäbchen, und beim Erstarren bleiben sie in Orientierung eingefroren —was Teile mit extremen anisotropen Eigenschaften erzeugt.
- **Vectra** (Celanese, ursprünglich Hoechst Celanese 1985): **naphthalin-basiertes** Copolymer (p-Hydroxybenzoat + Hydroxynaphthoat). Masse 285-335°C. HDT 180-240°C. Einfacher zu verarbeiten, **SMT-Marktstandard**. - **Xydar** (Solvay, ursprünglich Amoco): **biphenol-basiert** (Terephthalsäure + Dihydroxybiphenyl + p-Hydroxybenzoat). Masse **370-450°C**. HDT bis zu **350°C**. Das "High-End" des High-End — verwendet, wo die Temperatur extrem ist (Mikrowelle, Kochgeschirr). - **Sumikasuper** (Sumitomo) und **Laperos** (Polyplastics) sind die japanischen Äquivalente zu Vectra.
Fünf einzigartige technische Gründe: - **(1) Lead-Free-Reflow-Toleranz** (260-265°C Spitze): die HDT >250°C der Standardtypen widersteht ohne Verformung. - **(2) Verarbeitbarkeit ultra-dünner Wände**: der orientierte Fluss hält die Viskosität bei hohem Schub sehr niedrig —Pins können bei 0,3 mm Rastermaß mit 0,15 mm Wänden geformt werden. - **(3) Außergewöhnliche Maßhaltigkeit**: das Teil bewegt sich zwischen Spritzgießen und SMT nicht aufgrund extrem niedriger Feuchtigkeitsaufnahme. - **(4) Inhärente V-0-Brennbarkeit** ohne bromierte Additive (RoHS clean). - **(5) Dielektrischer Isolator** stabil bis GHz.
In Fließrichtung (MD) orientierte Ketten geben dem Teil **dramatisch unterschiedliche Eigenschaften je nach Richtung**: - **MD (Fließrichtung)**: hoher Modul, fast metallische thermische Ausdehnung (5-10 ppm/K), ausgezeichnete Zugfestigkeit. - **TD (Querrichtung)**: viel niedrigerer Modul und Festigkeit, **thermische Ausdehnung 5-10× höher** (50-80 ppm/K). **Designkonsequenz**: Man muss über **Anguss-Layout** und **Fließmuster** nachdenken, weil sie die Orientierung in jeder Zone des Teils definieren. Ein Teil mit radialem Fluss vom Zentrum verhält sich anders als eines mit linearem Fluss.
**Die große Schwäche von LCP**. Wenn sich zwei Fließfronten treffen, **verschlaufen sich** die orientierten Ketten **nicht wieder** —die starren Stäbchen aus jeder Seite kollidieren einfach in unterschiedlichen Orientierungen ohne zu verschmelzen. Ergebnis: die **Bindenahtfestigkeit kann auf 20-40%** des Basismaterials fallen. **Minderungen**: Anzahl der Angüsse minimieren (zentraler Einzelanguss bevorzugen), dünne Kerne vermeiden, die divergent-konvergenten Fluss erzeugen, Werkzeugtemperatur auf 130-140°C erhöhen, um lokale Vermischung zu verbessern. Bei Steckverbindern wird das Design absichtlich so angelegt, dass Bindenähte in nicht-kritischen Bereichen liegen.
Für Vectra (Standard): - **Trocknung**: 150°C × 4-6 h im Trockenlufttrockner (kritisch). - **Masse**: 285-335°C (natürliche Typen) bis 350°C (verstärkt). - **Werkzeug**: 90-140°C (heiß — verbessert Fluss und reduziert Orientierungsstress an der Oberfläche). - **Verweilzeit**: max 4-5 min. - **Einspritzgeschwindigkeit**: schnell —LCP profitiert von extremem Shear Thinning. Für Xydar: - **Trocknung**: 150-170°C × 4-6 h. - **Masse**: 370-450°C —erfordert spezielle Hochtemperatur-Schnecke und -Zylinder. - **Werkzeug**: 180-260°C.
- **LCP**: **Nr. 1 für Fine-Pitch SMT** und Hochfrequenz-Steckverbinder (USB, DDR). Ultra-dünne Wände. Mittel-hohe Kosten. Anisotrop. - **PPS** ([Polyphenylensulfid](/de/desktop/datos-de-resina/pps)): zweite Wahl für robustere SMT, bessere Bindenähte, weniger Anisotropie. Ähnliche HDT (~260°C). Mittlere Kosten. - **PEEK** ([Polyetheretherketon](/de/desktop/datos-de-resina/peek)): Luft- und Raumfahrt, implantierbar-medizinisch, maximale Temperatur (HDT 320°C dauerhaft). Sehr hohe Kosten ($50-100/kg). Nicht für SMT-Volumen. **Regel 2026**: SMT-Volumen → LCP. Robustes SMT mit Bindenähten → PPS. Implantate/Luft- und Raumfahrt → PEEK.
**Anisotrop und sehr niedrig in MD**: - **MD (Fließrichtung)**: 0,0-0,3% (praktisch null!) —die Kettenorientierung widersteht der Kontraktion. - **TD (quer)**: 0,4-0,8%. - **Dicke (Z)**: 0,4-1,0%. Die niedrige MD-Schwindung ist es, was **Maßtoleranzen im Mikrometerbereich** bei Steckverbindern ermöglicht —Toleranzen, die nur andere LCPs oder faserverstärkte Materialien erreichen können.
**Mechanisch ja**, **aber mit Einschränkungen**. Vectra und Xydar behalten nach 1-3 Recyclings akzeptable Eigenschaften, aber **die kristalline Orientierung degradiert allmählich** —Ketten brechen bei jedem Schneckendurchgang, das Molekulargewicht sinkt. Für kritische Anwendungen wie SMT-Steckverbinder **wird kein Regrind verwendet**. Für weniger kritische Anwendungen (Kochgeschirr, interne Automotive-Teile) werden 10-25% Regrind ohne Probleme akzeptiert. Die **hohen Virgin-Kosten** rechtfertigen Closed-Loop-Programme bei vielen Elektronik-OEMs.
**$15-30/kg für Vectra**, **$30-60/kg für Xydar**, vs $2-5 für einen Engineering-Kunststoff wie PA66 oder ABS. Gründe: - **Teure Monomere**: p-Hydroxybenzoat, Hydroxynaphthoat und Biphenol sind chemische Zwischenprodukte geringer Skala vs Ethylen oder Propylen. - **Komplexe Polymerisation**: Hochtemperatur-Kondensation mit Nebenprodukt-Extraktion. - **Geringe Produktionsvolumen**: ~50-100 Tausend Tonnen/Jahr global (vs 50+ Millionen bei PE), minimale Skaleneffekte. - **Captive High-End-Markt**: die inelastische Elektroniknachfrage erlaubt hohe Preise. Die gute Nachricht: für die benötigte Dicke (0,3-0,5 mm bei Steckverbindern) wiegt ein LCP-Teil **Gramm**, nicht Kilogramm —die Kosten pro Teil bleiben vernünftig.

Quellen

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