PBO纤维的开发及应用

详细介绍了聚苯并双噁唑(PBO)的合成方法、PBO纤维的制备方法、PBO纤维的改性方法以及PBO纤维的主要应用领域,并对我国PBO纤维的研究开发及应用提出了建议。PBO的合成方法主要有对苯二甲酸法、对苯二甲酰氯法、三甲基硅烷基化法、对苯二甲酸盐法、对羟基苯甲酸酯法;PBO纤维的制备主要有液晶纺丝法和静电纺丝法;PBO纤维的改性方法主要有化学处理法、共聚处理法、偶联剂处理法、等离子体处理法及辐射处理法;PBO纤维主要应用于耐热性能材料及力学增强材料。我国PBO纤维的研究开发应注重产学研结合,从提高单体4,6-二氨基间苯二酚的纯度及PBO的特性黏数,优化单体合成、聚合及纺丝技术等环节着手,促进PBO纤维的产业化。     

PBO纤维基本力学性能试验研究

针对PBO纤维的基本力学性能开展了试验研究。使用湿法缠绕工艺制备了PBO（AS）纤维束纱和PBO（HM）纤维束纱,制备了PBO纤维NOL环,测试上述两种PBO纤维束纱的拉伸性能,同时测试了PBO纤维NOL环层间剪切性能;在缠绕过程当中,PBO纤维工艺性好,适于湿法缠绕工艺使用。测试结果表明,PBO纤维的基本力学性能与报道值接近,其束纱拉伸强度高,层间剪切性能较低,说明PBO纤维表面活性差,改善PBO纤维的表面状态及其与树脂基体之间的界面相容性的研究工作将是PBO纤维复合材料以后研究的重点方向。     

低温等离子体处理对PBO纤维润湿性的影响

为改善PBO纤维的润湿性,拓宽其应用领域,探究了空气低温等离子体处理对PBO纤维润湿性的影响。通过芯吸效应和接触角表征处理前后PBO纤维润湿性,并采用扫描电子显微镜SEM观察处理前后PBO纤维表面形貌,用X射线光电子能谱仪(XPS)对处理前后PBO纤维表面化学组成进行定性分析。实验结果表明,改性后PBO纤维芯吸高度大幅上升,接触角明显降低,并且在其表面产生明显刻痕,局部有剥离现象,改性后PBO纤维O、N元素含量均有所提高,PBO纤维润湿性明显增强。()     

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。     

聚对苯撑苯并双噁唑纤维改性技术的研究进展

介绍了近年来聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维的改性方法,并对今后PBO纤维的改性方向进行了展望。PBO纤维的改性主要是采用碳纳米管、石墨烯等纳米粒子及第三单体对PBO纤维进行共混复合及原位共聚改性,从而提高PBO纤维的力学性能、热学性能、表面性能及耐老化性能等。今后应加强改性体PBO基体的共聚改性机理及改性体对PBO聚合、纺丝过程的影响研究,探索多种改性技术的混合使用或新的改性技术,从而制备出更优异的高性能PBO纤维。     

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。     

PBO纤维的结构和性能

<正>1关于PBO纤维聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维是目前商业化的有机类高强度、高模量纤维中具有最高强度、模量和耐热性的超级纤维。本文介绍了PBO纤维的概况和应用。PBO的聚合反应和分子结构如图1     

PBO纤维光稳定性研究

研究了聚苯撑苯并二噁唑（PBO）纤维在自然环境中的光稳定性。PBO纤维对可见光和紫外光都十分敏感,波长范围400～450 nm的可见光即可导致PBO纤维力学性能下降,而波长范围200～400 nm的紫外光可以加速PBO纤维的老化过程,同时自然环境中温度、湿度的变化将会进一步加速PBO的光老化。PBO纤维经自然湿热老化3...     

PBO的合成及其纺丝技术研究进展

概述了聚对苯撑苯并二(?)唑(PBO)及PBO纤维国内外的发展现状;详述了PBO的合成方法:对苯二甲酸法、对苯二甲酰氯法、三甲基硅烷基化法、对苯二甲酸盐法、对羟基苯甲酸酯法等,以及PBO纤维的制备:液晶纺丝法和静电纺丝法;建议今后国内PBO纤维的发展应开发具有自主知识产权的高性能PBO纤维生产技术。     

PBO纤维发展概况与应用前景

介绍了聚对苯撑苯并二噁唑（PBO）纤维的性能特点,以及单体和聚合物合成、液晶纺丝制造工艺,综述了PBO纤维近30年来在国内外的技术进展及其应用前景,并指出了PBO纤维的竞争形势及开发风险,对今后国内PBO纤维产业的发展提出了一些建议。     

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.     

聚对苯撑苯并双噁唑、芳纶纤维及其复合材料

研究了聚对苯撑苯并双口恶唑(PBO)和芳纶(F-12)2种纤维的结构、性能及其单向复合材料的性能。电子扫描电镜照片微观结构的研究表明,PBO纤维与F-12纤维相比较,其分子取向更高,表面更光滑,因而与树脂基体的粘接力较差;而F-12纤维因为分子表面不均匀,有微小的浅沟槽,与树脂基体的接触表面积较大,因而粘接力强。复合材料性能的研究表明,PBO纤维的单向复合材料比F-12芳纶纤维的具有更好的拉伸性能,其中拉伸强度高约34.7%,拉伸模量高约63.8%。但其层间剪切强度却很低,只有24.3 MPa。     

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。     

Effects of light stabilizer on the ultraviolet stability of poly-p-phenylenebenzobisoxazole (PBO) fibers

A UV-resistant PBO fiber containing light stabilizer OB-1(2,2??-(1,2-ethenediyldi-4,1-phenylene) bis-benzoxazole) is reported. OB-1/PBO Fiber, which had excellent mechanical properties as PBO was prepared via in situ polymerization and dry-jet wet-spinning technique. Effects of the light stabilizer (OB-1) on UV stability of PBO fiber and possible degradation mechanism were investigated by tensile testing, intrinsic viscosity measurement, SEM, and ATR-FTIR analysis. Under UV-accelerated aging, the tensile strength of PBO fiber declined sharply. After exposed to UV 340-nm light for 310?h, the strength retention was only 44.17?%. SEM analysis showed the smooth and compact surface with well-oriented microfibrils was damaged. Meanwhile, the photostability of PBO fiber could be enhanced greatly by adding a small amount (0.05?C0.2?%) of OB-1. Under the same conditions, the strength retention of 0.2?%OB-1/PBO fiber increased to 64.84?%, which was 47?% higher than that of PBO fiber. SEM observation showed the surface of OB-1/PBO fiber was also damaged, but it was not as so severe as PBO fiber. After UV irradiation, the intrinsic viscosity of PBO and OB-1/PBO fiber decreased which implies that mild chain scissions occurred. ATR-FTIR analysis revealed that oxazole rings in PBO and OB-1/PBO backbone were disrupted and formed amide linkages. These results indicated the loss of strength is mainly due to the break of microfibrils and fiber morphology, mild chain scission, and the disruption of oxazole rings.     

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℃。