PBO纤维的改性研究进展

介绍了PBO纤维的结构、性能,对PBO纤维的改性研究取得的进展进行了概述和展望,以期对PBO纤维后续的研究提供相关思路。     

高浓度强质子酸溶液对HM型PBO纤维物理性能的影响

采用差热分析、极限需氧指数、表面自由能、X射线电子能谱和模型物吸附等方法,对强质子酸处理前后HM型PBO纤维的主要性能变化进行了考察。强质子酸溶液能够对于纤维表面产生显著的潜离子化,酸处理后PBO纤维表面出现了C=O和C-N等由于水解反应而产生的极性基团,氧元素的含量增加,增加了纤维表面的极性,提高了纤维的表面自由能和润湿性能,增强了纤维对含负电荷小分子物质的吸附能力,但是PBO纤维本体的超分子结构没有发生根本性改变,其热稳定性能基本得到保持,且PPA处理试样阻燃性有小幅提高,几乎不影响其高性能纤维的基本特性。     

聚对亚苯基苯并二噁唑(PBO)纤维的载体染色

选取四种常用于涤纶分散染色的载体,用于经多聚磷酸预处理PBO纤维分散染料高温高压染色,通过比较不同载体染色后纤维的染色深度(K/S值),发现邻苯二甲酰亚胺和苯甲酸苄酯在PBO纤维分散染色过程中具有显著的促染作用。研究了改变载体用量、染色温度、染色时间、染料用量对染色纤维K/S值和单纤拉伸强力的影响,测试了染色前后纤维的阻燃性能和色牢度。结果表明,载体染色法适用于PBO纤维的分散染色,其理想染色条件为:载体用量4 g/L,染色温度150℃,染色时间大于120 min。     

高性能PBO纤维

PBO（聚对苯撑苯并双恶唑）纤维是目前比强度、比模量最高的纤维之一,被誉为2l世纪的超级纤维。PBO分子结构中无弱键,加之采用液晶纺丝工艺使得其纤维分子高度取向,因此,其具有优异的力学和耐热等性能。哈尔滨工业大学的研究人员经过近10年的系统研究,在PBO纤维的制备方面积累了极具价值的技术、丰富的经验和大量的数据,并已获得具有自主知识产权的创新技术和成果,相关技术获国家技术发明二等奖。该项目为《军用技术转民用推广目录（2013年度）》中新材料领域的推荐项目。     

超级纤维PBO的性能应用及研究进展

在系统介绍21世纪超级纤维及工业材料PBO（聚对苯撑苯并二恶唑）的优异性能与应用领域的基础上，重点叙述了经新单体4，6－二氨基间苯二酚盐酸盐与对苯二甲酸及其衍生物进行缩合共聚制备PBO基体，进而加工成纤维等技术研究的起源和发展，以及当今美国Dow化学,日本Toyobo公司和Nissan化学公司等专利技术的进展，同时针对存在的问题预测了PBO的发展趋势，建议性地提出了国内急需发展PBO研究的目标，内容及今后的方向，即提高新单体的纯度和稳定性，降低成本是PBO技术研究中首要解决的实际问题，而不同的聚合方式，缩聚新技术及单体合成的新方法则是今后十年内PBO材料进一步研究的新内容。     

高性能纤维的性能及应用

高性能纤维是具有特殊的物理化学结构、性能和用途,或具有特殊功能的化学纤维。简述了高性能纤维的基本分类,并介绍了芳纶纤维、PBO纤维、碳纤维、玻璃纤维四种高性能纤维的性能及应用,并分析了高性能纤维今后的发展趋势。     

分散染料在多聚磷酸处理PBO纤维上的吸附热力学研究

采用热力学方法研究了分散染料在经多聚磷酸处理的PBO纤维上的吸附机理。通过比较染料分子在涤纶和未处理PBO纤维上的吸附,发现后一吸附过程为Langmuir-Nernst混合型,染料分子与纤维的结合力主要为范德华力,而且吸附过程为放热过程,吸附类型转变点的饱和吸附量为1.046 mg/g,并利用Gibbs-Helmholts公式计算得到了该吸附过程的染色亲和力、染色热、染色熵等热力学参数。     

八聚(γ-氨丙基)倍半硅氧烷盐酸盐对PBO纤维抗紫外改性

选取八聚(γ-氨丙基)倍半硅氧烷盐酸盐作为抗紫外剂,用于PBO纤维浸轧-焙烘法抗紫外改性,通过改变多聚磷酸预处理和氨基POSS改性工艺条件,发现纤维表面引入笼型POSS后,可以显著提高纤维的抗紫外性能,得到理想改性条件为:POSS用量6 g/L,改性温度230℃,改性时间2 min,溶液酸碱值p H值为8。结合氨基POSS溶液对紫外光的选择性吸收特性,比较了纤维改性前后和紫外光照射前后的单纤强力、超分子结构、表面形态和阻燃等性能,证实了氨基POSS在紫外光照射过程中能够有效保护纤维的基本结构。     

几种化学试剂处理PBO纤维及其力学性能的影响研究

采用氯化铵、乙酸及尿素三种化学试剂对PBO纤维进行处理。在相同处理温度条件下,探讨低浓度试剂与高浓度试剂对纤维断裂强度、初始模量和断裂伸长率三种力学性能的影响;在相同浓度处理条件下,探讨室温(25℃)与中温(50℃)条件下,纤维三种力学性能的变化。高浓度氯化铵使单纤强力受到损伤,高浓度乙酸使得单纤强力略有提高,高浓度尿素对单纤强力损伤有修复功能,提高单纤强力。高浓度的氯化铵和乙酸使得纤维的初始模量均有所降低,高浓度尿素使得纤维的初始模量增大。高浓度的三种化学试剂均提高纤维的断裂伸长率。温度对纤维的影响:氯化铵处理时主要影响纤维的初始模量,乙酸处理时中温使纤维断裂伸长率降低,低浓度尿素中温降低断裂伸长率,高浓度尿素中温增加断裂伸长率。     

The effects of coagulants on the structure of PBO materials

PBO(poly(p-phenylene benzobisoxazole)),arigid-rod polymer containing an aromatic hetero-cyclicring,is characterized by high tensile strength,highstiffness,high thermal stability and other super proper-ties.It can be easily processed into fiber and film foruse in such fields as aerospace application,high tem-perature electrical insulation parts and protective gar-ments and so on[1-3].PBO materials are usually pre-pared through several steps in which polymerization,spinning or filming and coagu…     

酸稳定化4,6-二氨基间苯二酚及其聚合特征

运用三氯苯法制备了4,6-二氨基间苯二酚(DAR),并分别采用盐酸和磷酸对其进行酸稳定化处理,用红外光谱(FTIR)、元素分析和高效液相色谱等测试方法对其结构进行了表征,重点研究了4,6-二氨基间苯二酚酸稳定化的特征;将合成所得的4,6-二氨基间苯二酚盐和对苯二甲酸(TA)在多聚磷酸(PPA)的介质中进行缩聚反应得到具有较高分子量的聚亚苯基苯并二噁唑(PBO),并通过傅立叶红外、元素分析和热重分析(TGA)等对PBO进行了表征和性能研究,同时对于其聚合特征进行了探讨.     

Introduction of fluorin into PBO polymer chains: Toward higher thermal stability and lower dielectric constant

A series of novel fluorinated benzoxazole polymers (6FPBO's) with high thermal stability and low dielectric constant were synthesized by copolymerization of 1,3-diamino-4, 6-dihydroxybenzene dihy-drochloride (DAR), 1,4-benzenedicarboxylic acid (PTA) and various amount of 4'4- (hexafluoroisopro-pylidene) bis (benzoic acid) (BIS-B-AF) in the medium of polyphosphoric acid (PPA). 6FPBO fibers were then obtained via dry-jet wet-spinning technique and characterized by means of Fourier transform infrared (FTIR) spectra, thermogravimetric analysis (TGA), single fiber tensile testing machine and scanning electron microscopy (SEM). FTIR spectrum of 6FPBO fibers indicated that the fluorine groups had been incorporated into PBO molecular chains successfully. TGA curves revealed that 6FPBO fibers possessed high thermal stability just as pure PBO fibers. Moreover, dielectric constant spectrum of 6FPBO exhibited that the polymers had low dielectric constant, especially in the range of high- frequency.     

高性能纤维束纤维尺度微细观结构表征及重构

为深入研究纤维束内部纤维的真实排列状态,通过连续截面剖切实验,采用CCD纤维摄像仪获取了高性能纤维束样本的一系列截面图像,利用样条曲线重构出纤维束内部纤维空间走向的三维实体图,真实地再现了纤维束内部每根纤维在空间的路径、偏转以及纤维间的接触状态,将高性能纤维束的微细观结构研究初步推进到了纤维尺度。     

不同筛分设备对化学浆细小纤维质量性能的影响

对漂白针叶木浆进行了纤维筛分分级制取细小纤维试样,对比探讨了DDJ和SWECO圆形振动筛两种细小纤维筛分的特性,并且与标准纤维进行配抄,研究了不同细小纤维添加量对纸张性能的影响.实验结果表明:SWECO细小纤维收益率明显高于DDJ细小纤维;DDJ细小纤维具有较高的表面电荷,而SWECO细小纤维具有较高的粘度、比沉降容积;与DDJ细小纤维相比,SWECO细小纤维更能减少纸张的松厚度和透气度,增强纸张的强度.     

纤维对沥青混合料高温性能影响分析

采用动态剪切流变仪(DSR)和车辙试验仪对聚丙烯腈纤维,聚酯纤维与木质素纤维等不同类型纤维沥青胶浆及纤维沥青混合料进行研究,分析了纤维增强沥青混合料强度形成机理.结果表明,纤维显著提高了沥青胶浆的高温抗车辙性能,且较低温度时纤维改善效果优于较高温度时;纤维类型与纤维用量对沥青混合料高温稳定性有较大影响,建议根据不同类型纤维的动稳定度与纤维用量关系曲线确定该类纤维最佳用量.     

大豆蛋白纤维可纺性能的研究

介绍了大豆蛋白纤维的开发 ,并对大豆蛋白纤维的性能进行了研究分析 ,总结纤维的可纺性能 ,针对纤维的特点 ,探讨了大豆蛋白纤维纺纱工艺 ,简述了该纤维的纺纱工艺流程选择、各工序工艺措施 ,以及各工艺措施对成纱质量的影响。     

再生纤维素纤维的开发现状及发展趋势

介绍了再生纤维素纤维的三个发展阶段,以及粘胶纤维、Lyocell纤维、麻浆纤维及竹浆纤维等几种再生纤维素纤维的开发现状,并从纤维性能、环保性、国家产业政策和原料来源等因素出发,指出了再生纤维素纤维的发展趋势。     

复合纤维组成优化及其混合料性能评价

为了对复合纤维组成进行优化,按正交设计方案复配木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维组成9种复合纤维,并对各复合纤维改性沥青进行直剪试验,以抗剪强度为指标,通过极差、方差分析了各单纤维的影响作用,进而优选了复合纤维的最佳掺量及各组分最佳掺配比例;同时,通过室内试验比较验证了单纤维沥青混合料与复合纤维沥青混合料的路用性能.结果表明:复合纤维掺量为0.3％,木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维掺配比例为1∶2∶2时,复合纤维改性沥青具有最优的抗剪性能;复合纤维改性兼具各单纤维改性的优势,其混合料路用性能更加均衡,且具有良好的经济性,为路面材料改性技术提供了一种新的选择.     

天然水镁石纤维的化学松解技术

研究了不同表面活性剂对不同等级水镁石纤维的松解效果,通过对纤维悬浮液叩解度、粘度、纤维表面 Zeta电位、纤维混凝土强度等的研究,并经扫描电镜分析,证明了化学松解工艺对水镁石纤维具有较好地劈分作 用。表面活性剂种类及用量对纤维的叩解度、纤维的表面电位、悬浮液粘度均有影响,对不同等级纤维的影响有 差异。随表面活性剂用量增加,纤维的叩解度、纤维表面的负电荷量、悬浮液的粘度一般均呈增加趋势。经过化 学分散试验,水镁石纤维得到了较好松解,纤维直径由微米级下降至纳米级。将水镁石纤维应用于混凝土,抗折 强度随纤维叩解度的增加而提高,说明纤维的化学分散有利于纤维对混凝土增强作用的发挥。     

本征阻燃有机纤维的分类及研究进展

阻燃纤维大都添加了阻燃剂,燃烧时会产生有毒烟气,对环境和生态造成危害。因此,不需添加阻燃剂就表现出优异阻燃性能的本征阻燃有机纤维,成为未来阻燃纤维发展的方向。根据纤维结构的不同对本征阻燃有机纤维进行了分类,主要分为三维交联型、线形芳香型和新型本征阻燃纤维,如海藻酸盐类纤维、本征阻燃聚酯纤维均属于新型本征阻燃纤维。重点介绍了三维交联型酚醛纤维和蜜胺纤维制备方法和研究现状,分析了本征阻燃有机纤维目前存在的生产条件苛刻、价格高、生产效率低、难以大规模应用等问题,并结合本征阻燃有机纤维研究现状,指出了未来应重点开发的本征阻燃有机纤维类型。