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      未來纖維—PBO

      來源:上海瑞彥經貿有限公司     時間:2016-01-29 點擊數:

            PBO是聚對苯撐苯并雙惡唑纖維(Poly-p-phenylene benzobisthiazole)的簡稱,是20世紀80年代美國為發展航天航空事業而開發的復合材料用增強材料,是含有雜環芳香族的聚酰胺家族中最有發展前途的一個成員。

            PBO是由4,6-二氨基苯酚鹽酸鹽(二氨基間苯二酚鹽酸鹽)與對苯二甲酸以多磷酸(PPA)為溶劑進行溶液縮聚而制得,也可利用P2O5脫水進行縮聚,PPA既是溶劑,也是縮聚催化劑。

            單體二氨基間苯二酚的合成,美國道化學公司開發成功以三氯苯為起始原料進行合成,這樣在合成過程中不會生成異構體,收率很高,對PBO的工業化生產起了很大的作用。

            聚合物紡絲液用干-濕式紡絲法紡絲、水洗、干燥。紡絲液溶至液晶性,采用液晶紡絲法紡絲時能形成伸直鏈結構,初紡絲(AS絲-標準型)就具有3.53N/tex以上的強度和10.84N/tex以上的彈性模量。為了提高模量,可在約600℃的溫度中進行熱處理,得到模量達176.4N/tex而強度保持不變的高模量絲(HM絲-高模量型)。

            PBO具有十分優異的物理機械性能和化學性能,其強力、模量為Kevlar(凱夫拉)纖維的2倍并兼有間位芳綸耐熱阻燃的性能,而且物理化學性能完全超過迄今在高性能纖維領域處于領先地位的Kevlar纖維。一根直徑為1毫米的PBO細絲可吊起450千克的重量,其強度是鋼絲纖維的10倍以上。PBO纖維的各項性能與其它纖維的比較如下:


      表1 PBO與其它高性能纖維的性能比較

      性能指標

      斷裂強度

      模量

      斷裂伸長率

      密度

      回潮率

      LOI

      裂解溫度

      纖維品種

      N/tex

      GPa

      %

      g/cm3

      %


      zylon HM

      3.7

      280

      2.5

      1.56

      0.6

      68

      650

      zylon AS

      3.7

      180

      3.5

      1.54

      2

      68

      650

      對位芳族聚酰胺

      1.95

      109

      2.4

      1.45

      4.5

      29

      550

      同位芳族聚酰胺

      0.47

      17

      22

      1.38

      4.5

      29

      400

      鋼纖維

      0.35

      200

      1.4

      7.80

      0

      -

      -

      碳纖維

      2.05

      230

      1.5

      1.76

      -

      -

      -

      高模量聚酯

      3.57

      110

      3.5

      0.97

      0

      16.5

      150

      聚苯并咪唑(PBI)

      0.28

      5.6

      30

      1.40

      1.5

      41

      550


            由表可見,PBO纖維的強度、模量、耐熱性和抗燃性,特別是PBO纖維的強度不僅超過鋼纖維,而且可凌駕于碳纖維之上。此外,PBO纖維的耐沖擊性、耐摩擦性和尺寸穩定性均很優異,并且質輕而柔軟,是極其理想的紡織原料。


            PBO纖維的優異性能決定了它的應用領域十分廣闊:

            (1)長絲的應用,可用于輪胎、膠帶(運輸帶)、膠管等橡膠制品的補強材料;各種塑料和混凝土等的補強材料;彈道導彈和復合材料的增強組分;纖維光纜的受拉件和光纜的保護膜;電熱線、耳機線等各種軟線的增強纖維;繩索和纜繩等高拉力材料;高溫過濾用耐熱過濾材料;導彈和子彈的防護設備、防彈背心、防彈頭盔和高性能航行服;網球、快艇、賽艇等體育器材;高級擴音器振動板、新型通訊用材料;航空航天用材料等。

            (2)短切纖維和和漿粕的應用,可用于摩擦材料和密封墊片用補強纖維;各種樹脂、塑料的增強材料等。

            (3)紗線的應用,可用于消防服;爐前工作服、焊接工作服等處理熔融金屬現場用的耐熱工作服;防切傷的保護服、安全手套和安全鞋;賽車服、騎手服;各種運動服和活動性運動裝備;Carrace飛行員服;防割破裝備等。

            (4)短纖維的應用,主要用于鋁材擠壓加工等用的耐熱緩沖墊氈;高溫過濾用耐熱過濾材料;熱防護皮帶等。




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