超高性能PBO纖維的研究進(jìn)展

超高性能PBO纖維的最爭(zhēng)論進(jìn)展來(lái)源:中國(guó)化工信息網(wǎng)2023312隨著世界航空航天、武器裝備和其它尖端科技的快速進(jìn)展，以高強(qiáng)度、高爭(zhēng)論，聚對(duì)苯撐苯并二惡唑(PBO)纖維便是其中的翹楚。由日本東洋紡公司實(shí)2100℃，阻燃性也極好，綜合性能為全部有機(jī)纖維之最，被稱為21世紀(jì)的超級(jí)纖維。聚對(duì)苯撐苯并二惡唑(Poly-p-phenyleneben-zobisthiazole，PBO)是含有雜環(huán)的芳香族聚酰胺纖維家族中最有進(jìn)展前途的一員。300-500℃。除作為纖維用外，PBO聚合物還可用作薄膜和復(fù)合增加材料。PBO國(guó)外爭(zhēng)論進(jìn)展SRIWolf和制備的耐高溫、高性能聚合物。期間曾因得不到高分子質(zhì)量的產(chǎn)物而在20世紀(jì)70-80年月有所停滯，后經(jīng)Wolf的努力以及Dow化學(xué)公司的加盟爭(zhēng)論，在單體合成和純化方面取得進(jìn)展，PBO1991Dow化學(xué)公司和日本東洋紡開(kāi)頭合作爭(zhēng)論開(kāi)發(fā)PBO洋紡購(gòu)置了Dow的專利，單獨(dú)進(jìn)展PBO纖維的開(kāi)發(fā)。東洋紡于1995年小試獲得成功，1998180tZylon。2023PBO300t/a。依據(jù)日本東洋紡的進(jìn)展打算DELF1997年合作開(kāi)發(fā)了商品名為M-5的型PBO纖維，但目前尚處在開(kāi)發(fā)階段。國(guó)內(nèi)爭(zhēng)論進(jìn)展PBOPBOPBO4，6-二氨基間苯二酚PBO9090ZylonPBOPBOPBO維增加復(fù)合材料的性能和應(yīng)用進(jìn)展了爭(zhēng)論。1999PBO2023PBOPBOPBO體化工藝，制得了高相對(duì)分子質(zhì)量([η]>25dL/g)PBOPBOPBO11自制PBOZylon測(cè)試工程測(cè)試工程Zylon纖度/dtex拉伸強(qiáng)度/cN·dtex-1拉伸模量/cN?dtex-1斷裂伸長(zhǎng)率/%1.7037.001150.003.71小試產(chǎn)品中試產(chǎn)品4.54 3.6635.37 31.53938.54 858.903.67 3.64上海石化對(duì)PBO合成和纖維的工業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)展了可行性爭(zhēng)論，認(rèn)為高性能PBO纖維工業(yè)化試生產(chǎn)爭(zhēng)論工作意義重大，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行。PBOPBO5.8GPa270GPa68及650℃PBO(AS：22PBO性能ASHM單絲細(xì)度/dtex1.651.65密度/g?cm-31.541.56拉伸強(qiáng)度/GPa5.85.8拉伸模量/GPa180270斷裂伸長(zhǎng)率/%3.52.5吸濕率/%2.00.6熱分解溫度/℃650650極限氧指數(shù)/%6868熱膨脹系數(shù)/×10-6?℃-1-6介電系數(shù)(100kHz)3.00介電損耗(tanδ)0.001力學(xué)性能PBO5.8GPa(37cN/dtex)，拉270GPa(1720cN/dtex)，其模量被認(rèn)為是直鏈高分子聚合物的極限模450kg3Zylon他纖維的性能比較。纖維名稱拉伸強(qiáng)度拉伸模量/GPa斷裂纖維名稱拉伸強(qiáng)度拉伸模量/GPa斷裂伸長(zhǎng)密度/g·cm極限氧指-3回潮率/%分解溫度/℃/GPa率/%數(shù)/%Zylon-AS5.80180.03.51.542.068650Zylon-HM5.80270.02.51.560.668650對(duì)位芳綸2.82109.02.41.454.529550間位芳綸0.6817.022.01.384.529400鋼絲2.80200.01.47.800烯纖維2.05110.03.50.97T=150m唑(PBI)0.405.630.01.401.541550高強(qiáng)聚酯1.1015.025.01.380.416.52605.10229.02.21.806773.30413.00.51.87碳纖維(T700)碳纖維(T700)碳纖維(HM)2.206803.02.50PBO650℃，被認(rèn)為是目前熱穩(wěn)定性最高的有機(jī)纖300℃100h48%、42%左右，在500℃強(qiáng)度仍能保持40%。高模PBO纖維在400℃下仍能保持75%的模量。750℃燃燒CO、HCN尺寸穩(wěn)定性100h0.03%，PBO纖維在50%斷裂載荷下的蠕變值是同樣條件下對(duì)位芳綸的2倍。PBO纖維具有負(fù)的線膨脹系數(shù)，沒(méi)有因濕引起的尺寸變化，熱及水分對(duì)它的影響也微小。化學(xué)穩(wěn)定性100%的濃硫酸、甲基磺酸、氯磺酸等強(qiáng)酸外，在其他全部的有機(jī)溶劑和堿中都是穩(wěn)定的，強(qiáng)度幾乎不變。PBO在具有一系列優(yōu)越性能的同時(shí)，PBOPBO抗壓強(qiáng)度差，僅有0.2-0.4GPa，目前爭(zhēng)論者已承受交聯(lián)法、涂層法等方法來(lái)提PBO；PBO緣由在于PBOPBOPBO分子格外剛直且密實(shí)性高，染料難以向纖維內(nèi)部集中，導(dǎo)致PBO難。PBOPBOPBO驟。單體的合成間苯二酚磺化氯化法、間苯二酚磺化法、1,3-二氯苯法等。2080DAR三廢處理易產(chǎn)生劇毒物質(zhì)等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)華東理工大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)等單位對(duì)DARDAR，具有原料易得、工藝簡(jiǎn)潔、收率高、污染小、產(chǎn)品純度高等特點(diǎn)，并建立了一套試驗(yàn)裝置，可以正常供給確定量的DAR單體。聚合物的合成20WolfeLysenkoPBO的爭(zhēng)論工作取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前合成PBO紡絲(PPA)、甲磺酸(MSA)、MSA/氯磺酸、硫酸、三氯化鋁/PPAPBOPPA量分?jǐn)?shù)通常調(diào)整在15%以上，承受于噴濕紡液晶紡絲裝置紡絲。應(yīng)用目前，PBO域應(yīng)用前景也格外寬闊。專業(yè)領(lǐng)域PBOPBO用航空與航天業(yè)、耐寵保護(hù)服裝、運(yùn)動(dòng)器材和服裝等。星球探測(cè)氣球等，如美國(guó)航天局承受PBO纖維用于金星探測(cè)氣球。、戰(zhàn)術(shù)的復(fù)合材料用增加材料。切傷的保護(hù)服，安全手套、電工保護(hù)手套和安全鞋。裝備，以及網(wǎng)球、高爾夫、快艇、賽艇、賽車、魚(yú)桿、滑雪杖等體育器材。民用領(lǐng)域PBO料和混凝土等的補(bǔ)強(qiáng)材料；纖維光纜的受拉件和光纜的保護(hù)膜；電熱線、耳機(jī)線等各種軟線的增加材料；繩索和纜繩的高拉力材料；高溫過(guò)濾用耐熱過(guò)濾材PBO各種樹(shù)脂、塑料的增加材料等。應(yīng)用領(lǐng)域PBOPBO械等材料。近年來(lái)，隨著對(duì)PBO在進(jìn)展應(yīng)用開(kāi)發(fā)，如美國(guó)最戰(zhàn)斗機(jī)承受PBOPBO作高檔揚(yáng)聲器的錐形構(gòu)造。此外PBO縫紉線等等。結(jié)語(yǔ)當(dāng)前，開(kāi)發(fā)具有自主學(xué)問(wèn)產(chǎn)權(quán)的高性能PBO纖維生產(chǎn)技術(shù)并逐步進(jìn)展產(chǎn)業(yè)合國(guó)力的提升具有格外重要的意義。PBO纖維的開(kāi)發(fā)應(yīng)留意從DARPBOPBO纖維的后處理和應(yīng)用整條鏈的爭(zhēng)論和進(jìn)