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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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