未来纤维—PBO_上海瑞彦经贸有限公司
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未来纤维—PBO

来源:上海瑞彦经贸有限公司     时间:2016-01-29 点击数:

      PBO是聚对苯撑苯并双恶唑纤维(Poly-p-phenylene benzobisthiazole)的简称,是20世纪80年代美国为发展航天航空事业而开发的复合材料用增强材料,是含有杂环芳香族的聚酰胺家族中最有发展前途的一个成员。

      PBO是由4,6-二氨基苯酚盐酸盐(二氨基间苯二酚盐酸盐)与对苯二甲酸以多磷酸(PPA)为溶剂进行溶液缩聚而制得,也可利用P2O5脱水进行缩聚,PPA既是溶剂,也是缩聚催化剂。

      单体二氨基间苯二酚的合成,美国道化学公司开发成功以三氯苯为起始原料进行合成,这样在合成过程中不会生成异构体,收率很高,对PBO的工业化生产起了很大的作用。

      聚合物纺丝液用干-湿式纺丝法纺丝、水洗、干燥。纺丝液溶至液晶性,采用液晶纺丝法纺丝时能形成伸直链结构,初纺丝(AS丝-标准型)就具有3.53N/tex以上的强度和10.84N/tex以上的弹性模量。为了提高模量,可在约600℃的温度中进行热处理,得到模量达176.4N/tex而强度保持不变的高模量丝(HM丝-高模量型)。

      PBO具有十分优异的物理机械性能和化学性能,其强力、模量为Kevlar(凯夫拉)纤维的2倍并兼有间位芳纶耐热阻燃的性能,而且物理化学性能完全超过迄今在高性能纤维领域处于领先地位的Kevlar纤维。一根直径为1毫米的PBO细丝可吊起450千克的重量,其强度是钢丝纤维的10倍以上。PBO纤维的各项性能与其它纤维的比较如下:


表1 PBO与其它高性能纤维的性能比较

性能指标

断裂强度

模量

断裂伸长率

密度

回潮率

LOI

裂解温度

纤维品种

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

对位芳族聚酰胺

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

钢纤维

0.35

200

1.4

7.80

0

-

-

碳纤维

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


      由表可见,PBO纤维的强度、模量、耐热性和抗燃性,特别是PBO纤维的强度不仅超过钢纤维,而且可凌驾于碳纤维之上。此外,PBO纤维的耐冲击性、耐摩擦性和尺寸稳定性均很优异,并且质轻而柔软,是极其理想的纺织原料。


      PBO纤维的优异性能决定了它的应用领域十分广阔:

      (1)长丝的应用,可用于轮胎、胶带(运输带)、胶管等橡胶制品的补强材料;各种塑料和混凝土等的补强材料;弹道导弹和复合材料的增强组分;纤维光缆的受拉件和光缆的保护膜;电热线、耳机线等各种软线的增强纤维;绳索和缆绳等高拉力材料;高温过滤用耐热过滤材料;导弹和子弹的防护设备、防弹背心、防弹头盔和高性能航行服;网球、快艇、赛艇等体育器材;高级扩音器振动板、新型通讯用材料;航空航天用材料等。

      (2)短切纤维和和浆粕的应用,可用于摩擦材料和密封垫片用补强纤维;各种树脂、塑料的增强材料等。

      (3)纱线的应用,可用于消防服;炉前工作服、焊接工作服等处理熔融金属现场用的耐热工作服;防切伤的保护服、安全手套和安全鞋;赛车服、骑手服;各种运动服和活动性运动装备;Carrace飞行员服;防割破装备等。

      (4)短纤维的应用,主要用于铝材挤压加工等用的耐热缓冲垫毡;高温过滤用耐热过滤材料;热防护皮带等。




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