Kevlar、PBO有机纤维及其复合材料的性能

简述Kevlar纤维和PBO纤维的合成、结构、优异性能及应用前景。实验表明：在同等强度下，PBO纤维／环氧复合材料在高性能纤维复合材料中减重效果最好。     

高性能纤维的单纤维压缩弯曲性能

选取11种高性能纤维,包括PBO纤维、芳纶1313纤维、对位芳纶纤维、高强聚乙烯长丝和高强聚乙烯短纤等,采用单纤维压缩弯曲仪测试纤维的单纤维压缩弯曲性能,并对其压缩弯曲曲线进行对比分析。结果表明,11种高性能纤维中,Technora纤维的最大力和抗弯刚度最大,在相同条件下,Technora纤维更难被压弯;PBO纤维普通丝的抗弯刚度远大于高模量丝的抗弯刚度;直径相同的条件下,芳纶1414纤维的最大力、等效弯曲模量及抗弯刚度明显高于芳纶1313纤维;超高分子量聚乙烯纤维的压缩弯曲曲线变化趋势最明显。     

Rigid‐Rod Polymers: Synthesis,Processing, Simulation,Structure, and Properties

Synthesis, structure, and properties of rigid‐rod polymers with special emphasis on poly(p‐phenylene benzobisoxazole) (PBO) and poly(p‐phenylene benzobisthiazole) (PBZT) have been reviewed. Recent studies on chemical modifications and molecular simulations have also been given. After nearly 20 years of research and development, PBO fiber was commercialized in the late 1990s. However, due to processing difficulties, the concept of the so called molecular composites has not been successful. Development of the high compressive strength M5 and dihydroxy‐PBI fibers clearly suggest that there is potential for further developing properties of this class of materials. Opto‐electronic properties have also been reviewed.

Synthesis of PBZT.     

4-(5-硝基-6-羟基-7-甲基苯并噁唑-2-基)苯甲酸甲酯的合成

针对聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维的抗压性能差和成型困难等问题,提出并合成出一种新单体的前体化合物4-(5-硝基-6-羟基-7-甲基苯并噁唑-2-基)苯甲酸甲酯(MMNB),总收率56.42%、纯度97.5%;可用于制备AB型单体和甲基改性PBO纤维,以改善PBO纤维的加工性能及热交联后提高轴向抗压能力。结果表明:对苯二甲酸单甲酯(MTA)先经酰氯化,然后在二氯甲烷溶剂中、三乙胺作缚酸剂与2-甲基-4-氨基-6硝基间苯二酚盐酸盐(MANR·HCl)缩合一锅法制备中间体4-[N-(2,4-二羟基-3-甲基-5-硝基苯基)氨甲酰基]苯甲酸甲酯(MNHB),收率为73.65%;MNHB在二乙二醇二甲醚溶剂中多聚磷酸作用下环合脱水合成MMNB,收率为76.61%;并经IR、MS和 ¹H NMR确认。     

CB/PBO复合材料制备及吸波性能研究

以4, 6二氨基间苯二酚盐酸盐(DAR?2HCl)、对苯二甲酸(TPA)为原料, 合成TA盐, 再缩聚制得具有较高耐热性的聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)。以PBO为基体, 炭黑(CB)为吸收剂, 热压法制备CB/PBO复合材料。对不同炭黑质量分数的复合材料介电及PBO基体与复合材料的热性能进行研究。结果表明, 随着炭黑含量的增加, 材料的复介电常数的实部与虚部均增大。含5%炭黑的试样厚度达到2 mm时, 吸波性能最好, 反射率小于-10 dB的带宽可达2.4 GHz, 最小反射率可达-32 dB。在空气中450℃保温5 h, PBO的质量损失为11.84%, 而5% CB/PBO复合材料的质量损失为21.99%。     

纤维复合材料在装甲防护上的应用

反装甲武器威力的飞速发展,迫使装甲防护材料必须具备轻质高强、优异的防弹性能及耐疲劳等性能.本文首先阐述了在装甲防护上纤维复合材料的优点和防弹机理,其次介绍了国外复合材料在装甲防护上的研究应用现状和新型研制技术,主要包括玻璃纤维、芳纶纤维、UHMWPE纤维以及PBO纤维等复合材料,然后介绍了我国纤维复合材料的研究及应用现状.最后结合我国目前的研制情况,提出了复合材料装甲的研究发展方向.     

PBO缝纫线的生产及性能研究

将PBO纤维和几种常见的阻燃纤维的性能进行了对比研究。分析了纤维的结构、拉伸强度、变形能力、极限氧指数等性能。通过合理配置纺织各工序工艺参数,开发出了PBO缝纫线,并对影响PBO缝纫线品质的主要性能指标测试。     

有机特种纤维介绍(二)

对有机特种纤维中的超高相对分子质量聚乙烯(UMHWPE)纤维、聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维、聚酰亚胺(P)I纤维、聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑)(PIPD)纤维的结构与性能、发展情况、制备方法以及主要应用领域进行了简要介绍,最后简要展望了这4种特种纤维的发展前景。     

非织造和产业用高性能纤维

介绍了碳纤维、芳纶、聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维、超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、聚酰亚胺(P)I纤维、玄武岩纤维、芳砜纶的国内外发展概况及其在产业领域的应用。     

PBO纤维的合成及表面改性研究进展

本文介绍了聚对苯撑苯并双啄唑（PBO）纤维的合成方法和目前常见的PBO纤维的表面改性方法,如化学试剂处理、偶联剂处理、等离子体处理、辐射处理、电晕处理、酶处理等表面改性技术的研究进展。