POSS改性PBO复合纤维的制备及其性能研究

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2、213国际图书分类号：620密级：公开↑↑(宋体小4号字)(宋体小4号字)理学硕士学位论文↑(宋体小2号字加粗)POSS改性PBO复合纤维的制备及其性能研究↑(黑体2号字)硕士研究生：程浩导师：姜再兴副教授申请学位：理学硕士学科：高分子化学与物理所在单位：化工学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TB332U.D.C:620DissertationfortheMaster’sDegreeinscience↑(TimesNewRoman小2号字)PREPARATIONANDPROP

3、ERTIESOFPOLYHEDRALOLIGOMERICSILSESQUIOXANEMODIFIEDPOLY-P-PHENYLENE-BENZOBISOXAZOLECOMPOSITEFIBERS↑(TimesNewRoman2号字加粗，题目太长时可用小2号字)Candidate：ChengHaoSupervisor：AssociateProf.ZaixingJiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：PolymerChemistryandPhysicsAffil

4、iation：SchoolofChemicalEngineeringandTechnologyDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology(TimesNewRoman4号字)哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维由于其良好的力学性能、耐热性、耐化学腐蚀等性质，在纤维增强聚合物复合材料领域有着广泛的应用前景。但是由于其自身化学结构，PBO纤维也有一些性能上的缺陷，比如纤维/树脂基复合材料界

5、面粘接性差、紫外光辐照后导致力学性能迅速下降等。对于纤维/树脂基复合材料而言，界面的好坏很大程度上地影响着复合材料的性能；而PBO的紫外老化也是一个严重的问题，在长期紫外光照射下，PBO纤维会损失其80%以上的性能。因为PBO纤维应用非常广泛，所以对PBO纤维的改性研究非常必要。本论文将笼型倍半硅氧烷(POSS)作为第三单体，采用在PBO聚合阶段将单体与八氨基苯基POSS进行共聚的方法，使POSS进入PBO分子链中，形成一定的交联结构，对纤维的力学性能有所提高，POSS的加入一定程度上可以延缓纤维的破坏作用。首先采用测定不同聚合

6、阶段中聚合物分子量的方法研究了聚合期间PBO的分子链增长情况。然后研究了PBO纤维的纺丝牵引速率和热处理温度，揭示了纤维制备中纺丝条件及后处理对纤维性能的影响，确定了复合纤维制备中最佳的纺丝牵引速率为78m/min、纤维热处理温度为340℃。随后研究了PBO复合纤维的表面形貌、耐热性、结晶性、拉伸强度以及界面剪切强度等性能，研究结果表明，在本课题研究POSS用量范围内，PBO纤维热分解温度有一定提高；PBO纤维的晶粒尺寸随着POSS增多而稍有降低；界面剪切强度随着POSS增加而提高；拉伸强度先升高后降低，最大值在POSS用量0.

7、2wt.%处取得，其值为3.827GPa，比制备的PBO纤维提高了11.3%。最后研究了POSS/PBO复合纤维在紫外光辐照处理后的形貌、表面元素、力学性能及界面剪切强度，探索了不同POSS用量的复合纤维在紫外光下性能的变化情况，结果表明，POSS用量越高，纤维在紫外光下破坏越缓慢，纤维拉伸强度保持率随着POSS用量增加而提高，纤维界面剪切强度提高的幅度随着POSS加入量增大而降低。关键词：PBO；POSS；力学性能；紫外老化I哈尔滨工业大学理学硕士学位论文AbstractPoly-p-phenylene-benzobisoxa

8、ole(PBO)fiberiswidelyapplicableowingtoitsexcellentpropertiessuchasheatresistance,highstrength.However,therearealsosomeshortcomingsi