PBO纤维复合材料的研究及进展

聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)纤维表面化学惰性较强,应用方面受到了较大的限制。PBO纤维经表面改性后可与其它化合物形成复合材料,如PBO树脂基增强复合材料以及PBO纤维纳米复合材料等,PBO纤维复合材料凭借优异的力学及化学性能在各领域都获得了较大的应用及发展。介绍了PBO树脂基增强复合材料和PBO纤维纳米复合材料的应用及发展。近些年,PBO纤维复合材料已经逐步取代传统的金属材料。但是目前PBO纤维复合材料仍有较大的研究空间,其开发对于航空、航天和国防等高新技术领域材料及产品更新换代具有重要意义。     

应用广泛的PBO纤维

聚对苯撑苯并双恶唑(PB O)是一种高性能的芳杂环聚合物,PBO纤维广泛应用于国防、航空航天高耐热材料等领域。PBO纤维是迄今为止耐热性最高的有机纤维,其分解温度高达650℃,可在300℃下长期使用。接触火焰时不收缩,移去火焰后基本无残焰,碳化长度小于5nm,特别是在750℃燃烧时,产     

聚对苯撑苯并二恶唑纤维发展概况与应用前景

介绍了聚对苯撑苯并二恶唑（PBO）纤维的性能特点、单体和聚合物合成及液晶纺丝制造工艺,综述了PBO纤维近30年来在国内外发展的技术进展及其应用前景,指出PBO纤维是一种高强度、高模量、高热稳定性和高耐化学腐蚀性的新型纤维,在高温过滤、电子电气、合成材料、安全防护、国防军工、交通运输、航空航天、桥梁工程、建筑建材等20多个工业领域都有广泛的应用,并对今后国内PBO纤维的发展提出了建议。     

超高性能PBO纤维的最新研究进展

聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维被称为21世纪的超级纤维,在强度、模量、耐高温、阻燃等方面具有超高的综合性能,PBO纤维的开发和应用具有重要的战略意义。综述了超高性能PBO纤维的国内外最新研究进展,详细介绍了PBO纤维的制备方法、性能及其应用情况,并提出了PBO纤维的发展建议。     

国产PBO纤维的性能及形貌研究

采用扫描电子显微镜、元素分析仪、热分析仪以及复合材料单向环(NOL)法等对国产聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维和东洋纺Zylon纤维的形貌、元素组成、热性能和力学性能进行了比较分析。结果表明:Zylon纤维单丝直径约为12μm,国产PBO纤维直径稍大,约为20μm;Zylon纤维表面较为光滑和致密,国产PBO纤维表面存在微小的浅沟槽;国产PBO纤维的断裂强度最高达5.36 GPa,模量最大为239 GPa,分别比Zylon纤维低7.6%和14.6%,但其NOL环的层间剪切强度最高达26 MPa,比Zylon纤维制备的复合材料高14%;国产PBO纤维与Zylon纤维的组成基本一致,但其耐热性能优异,在氮气中的分解温度大于676℃,在空气中的分解温度大于634℃,分别比Zylon纤维高6℃和23℃。     

PBO纤维及其改性的研究进展

简述了聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维的结构与性能;详述了PBO纤维的改性研究进展。PBO纤维的改性主要是改善其抗压性能和表面粘结性能。提高微纤间相互作用或交联等方法可提高PBO纤维的压缩强度;通过酸处理、偶联剂处理、等离子体处理及电晕处理等方法可提高PBO纤维的表面粘结性能。指出表面改性仍将是PBO纤维改性研究的重点。     

PBO纤维界面改性研究

介绍了聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)单体的盐酸盐合成及其优缺点;阐述了PBO的对苯二甲酸法、对苯二甲酞氯法、三甲基硅烷基化法、五氧化二磷调节法及预聚合法的合成方法及其优缺点;简述了PBO的纺丝方法。分析了PBO纤维的物理化学性能,对其各项性能做了比较;论述了PBO纤维界面改性界面理论及改性处理方法。指出PBO纤维的综合性能优异,应加大PBO规模的生产方法和界面改性研究,实现PBO纤维的规模化生产。     

两种高性能纤维研究进展

简介了聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维和聚二羟基苯撑并吡啶双咪唑(PIPD)纤维的发展历史、制备方法,性能及应用,着重对PBO纤维和PIPD纤维最近几年研究的热点和方向进行了综述.     

PBO纤维热处理技术及其应用研究进展

对国内外聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维热处理工艺技术、PBO纤维热处理工艺机理研究进展、高模量PBO纤维的性能及应用进行了综述,对比了国内外成果及研究差距。阐明了国内PBO纤维关于热处理工艺研究尚处于试验阶段,虽能够小批量制备PBO高模量纤维,但与Toyobo公司产Zylon-HM纤维相比,在强度保持率、模量增长率、性能稳定性、产量及类型等方面还有差距。PBO纤维具有高强度、高模量、耐高热等性能,在航空航天、国防军工等领域的增强材料、耐高温、耐烧蚀材料之中,具有良好的应用前景和较高的市场价值。     

热处理工艺对PBO纤维拉伸性能影响

针对研究较少的聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维热处理工艺进行研究,通过控制热处理气氛、热处理温度、热处理停留时间和预加应力4个参数,对初纺丝PBO(PBO–AS)纤维的热处理工艺进行优化,得到拉伸性能大幅提高的PBO–HM纤维。利用电子织物强力仪对PBO–HM纤维的拉伸性能进行测试,发现热处理氛围为N2时PBO–HM纤维的性能更为优异;热处理温度控制在550℃以下时,热处理温度越高,热处理后得到的PBO–HM纤维的拉伸弹性模量越高,但热处理停留时间延长会使拉伸强度降低;预加应力有助于PBO–HM纤维拉伸弹性模量的增加。经分析得出,最优热处理温度为550℃,热处理停留时间为53.3 s,预加应力为5.48 c N/dtex,得到的PBO–HM的拉伸性能较优。     

热处理温度对PBO纤维性能的影响

PBO纤维因其具有高强度、高模量、高耐热性以及高化学稳定性等性能而被公认为目前综合性能最好的有机纤维。对自制的初生PBO纤维分别在500℃、550℃、600℃、650℃和700℃进行高温热处理,并对处理后纤维的力学性能、耐热性能、表面形貌以及界面性能进行测试。结果表明,500℃下热处理后PBO纤维拉伸强度最大为4.72GPa,随着热处理温度升高,纤维的力学性能下降;600℃下热处理后PBO纤维的初始分解温度最高为641.3℃;随着热处理温度的提高,PBO纤维的表面粗糙度在增加,同时其界面剪切强度(IFSS)也随着温度的升高而增大。     

PBO纤维用于耐高温气体过滤材料的探讨

合成纤维过滤材料越来越多地被应用于高温烟气过滤器中。聚苯撑苯并二嗯唑（PBO）纤维具有强度大、模量高、耐热性能突出、密度小、耐化学性好等特点。对自制的初生PBO纤维进行了高温热处理并对其进行了耐热及耐酸性能的测试。热处理后,PBO纤维的拉伸强度由2．86GPa提高到了3．94GPa;长期使用温度达到600℃;纤维在60%浓度的浓硫酸和63％浓度的浓硝酸中浸泡60d以后,拉伸强度依然可以分别保持在2．71GPa和2．11GPa。同其它高温烟气过滤材料用纤维相比,PBO纤维具有明显的优势。     

PBO纤维及复合材料研究进展

介绍了聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)纤维国内外研究概况,综述了PBO纤维复合材料的研究概况及应用领域,并对今后PBO纤维复合材料的发展做出展望.     

Rigid‐rod polymeric fibers

This paper traces the historical development of high temperature resistant rigid‐rod polymers. Synthesis, fiber processing, structure, properties, and applications of poly(p‐phenylene benzobisoxazole) (PBO) fibers have been discussed. After nearly 20 years of development in the United States and Japan, PBO fiber was commercialized with the trade name Zylon® in 1998. Properties of this fiber have been compared with the properties of poly(ethylene terephthalate) (PET), thermotropic polyester (Vectran®), extended chain polyethylene (Spectra®), p‐aramid (Kevlar®), m‐aramid (Nomex®), aramid copolymer (Technora®), polyimide (PBI), steel, and the experimental high compressive strength rigid‐rod polymeric fiber (PIPD, M5). PBO is currently the highest tensile modulus, highest tensile strength, and most thermally stable commercial polymeric fiber. However, PBO has low axial compressive strength and poor resistance to ultraviolet and visible radiation. The fiber also looses tensile strength in hot and humid environment. In the coming decades, further improvements in tensile strength (10–20 GPa range), compressive strength, and radiation resistance are expected in polymeric fibers. Incorporation of carbon nanotubes is expected to result in the development of next generation high performance polymeric fibers. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 100: 791–802, 2006     

聚对苯撑苯并噁唑纤维的抗紫外光老化研究进展

综述了近年来聚对苯撑苯并噁唑(PBO)纤维抗紫外光老化改性的最新研究进展,探讨了紫外光降解老化过程和对光老化机理的推测,指出完善PBO纤维的内部结构和添加抗紫外光老化剂均可改善PBO纤维的紫外光稳定性。介绍了几种抗紫外光老化改性的方法,并讨论了它们各自的优缺点。目前抗紫外光老化研究主要集中在如何提高PBO纤维基体和抗紫外光老化剂之间的相容性。     

PBO纤维稳定性的研究进展

介绍了聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维的热分解行为、热分解机理、水解稳定性、光稳定性及化学稳定性等方面的研究进展。PBO纤维的热稳定性和化学稳定性优良,其水解稳定性和光稳定性较差。通过热处理可提高PBO纤维的强度和模量。指出应进一步研究PBO纤维的稳定性,提高其性能,扩大应用领域。