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高性能纖維之王PBO


來源:《中國紡織報》     發(fā)布時間:2001-8-21  

    PBO(聚苯并雙口惡唑)纖維的抗張強度和模量均為芳綸的2.5倍,比碳纖維高出許多。它的高強度、高模量和耐高溫性,素有纖維之王之稱,由于兼?zhèn)淞W性能和耐高溫、抗燃等兩種最高特性,接近于理想的超纖維。     PBO的生產方法很多,但最好的方法是使4,6-二氨基間苯二酚與對苯二甲酸在多聚磷酸溶劑和縮合劑中進行溶液加熱聚合,所得聚合液為液晶狀態(tài),經脫泡和過濾后可直接進行干噴紡而制得初紡絲,由于紡絲時剛直的分子鏈經空氣層時已高度取向,因此初紡絲的強度和模量已達到了37cN/dtex和1148cN/dtex,不再需要像通用纖維那樣再經過牽伸工序,如果制備高模量的纖維,可將初紡絲在600℃以上的高溫進行熱處理,所得高模量絲的強度不變,而模量迅速升高到1766cN/dtex,其纖維呈現(xiàn)黃色的金屬光澤。     PBO纖維具有四大超級特殊性能,即強度、模量、耐熱性和抗燃性。     耐熱性     PBO的耐熱性相當高,根據熱質量分析所測得的在空氣中的熱解溫度為650℃,在316℃下經100小時仍能保持其質量不變;PBO無熔點,即使在高溫下也不熔融,工作溫度可達330℃左右。     強度和模量     PBO的力學性能大體為對位芳酰胺纖維的1倍,比強度和比模量超過鋼絲,以工程單位計,其力學性能也優(yōu)于鋼絲,為合成纖維中惟一力學特性超過鋼絲的合成纖維。     抗燃性     PBO纖維的平織物經垂直法燃燒試驗證實,它在接觸火焰時不收縮,移去火焰后基本上無殘焰,布料的柔軟性基本不變,其性能盡管與無機纖維相近,但不脆,耐屈折性好,可用于制備短纖維、短切纖維、紡織絲、氈和紡織物等。     采用噴濕紡法可生產PBO纖維:使用各向異性的向列狀液晶液,將 PBO聚合物溶于強酸內,最好使用混酸,在混酸溶液中制成聚合物濃度為10%的各向異性向列狀液晶紡絲溶液,再將紡絲液用噴絲頭于25℃下擠出,通常在噴絲頭與凝固浴之間的空氣層達到高的拉絲比,然后進入浴中凝固,濕纖維用堿中和,水洗,干燥,于430℃下進行熱處理拉伸,收卷,制成高模量的不燃纖維。PBO纖維的抗張彈性模量是高模量k ev la r-149纖維的2倍,比宇航級碳纖維的模量還高。PBO纖維有長絲和短絲,作為增強材料和特種織物,可用于軍用飛機,重要設施及宇宙飛船的結構材料,也可用于防射線、防水、阻燃和防護服。     利用其難燃的性能,PBO紡絲可制備消防服。消防服的性能直接影響在滅火現(xiàn)場從事救援和滅火人員的安全保證,因此必須特別重視其抗燃性和作業(yè)性。PBO纖維具有超高強度、重量輕,在制成作業(yè)性優(yōu)良的薄規(guī)格面料后,難燃性好,可用于生產高性能的消防服、生產爐前服、焊接服、耐切割用防護服、賽車服、騎手服、各種運動服等,將取代現(xiàn)有有機纖維材料,并用于一般的超纖維不能適用的新領域。


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