高性能PBO纤维的开发和应用

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1、万方数据高性能PBO纤维的开发和应用李旭。王鸣义，钱军。朱刚，林雪梅．(中国石化上海石油化工股份有限公司涤纶事业部，上海200540)专题综述摘要：主要阐述了世界PBO纤维的发展、东洋纺PBO纤维的生产和国内对PBO纤维的研究开发。以及PBO纤维在光缆增强材料、航海、航天航空、特殊工业等方面的广泛应用。关键词：PB0；开发；纤维应用；性能；综述中图分类号：TQ342．739文献标识码：A文章编号：1001—7054(2010)06-0001加5PBO纤维的开发和性能1．1PBO纤维的开发聚对苯撑苯并二嗯唑(P0ly—p—phenyl

2、enebe磁obistIli北ole，PBO)最初于上世纪60年代初由美国空军材料实验室【-司委托美国斯坦福研究所SRI实验室以Wolf为代表的聚合物组为其航空航天材料的需要而设计和制备的耐高温、高性能聚合物。首先由美国斯坦福大学研究所(SRI)拥有聚苯并唑的基本专利，以后美国陶氏(DO聊化学公司得到授权，并对PBO进行了工业性开发，期间曾因得不到高相对分子质量的产物在上世纪70—80年代有所停滞，后经w01f的努力以及Dow化学公司的加盟研究，在单体合成和纯化方面取得进展，PBO的研究又现曙光。改进了原来单体合成的方法，新工艺几乎

3、没有同分异构体副产物生成，提高了合成单体的收率，打下了产业化的基础。1990年日本东洋纺公司从美国DOW化学公司购买了PBO专利技术。1991年由道一巴迪许化纤公司在日本东洋纺公司的设备t开发出PBo纤维，使PBO的强度和模量大幅度上升，达到对位芳纶的两倍。1994年，日本东洋纺公司得到道一巴迪许化纤公司的准许，出30亿日元巨资建成了400妇PBO的单体和收稿日期：20lo-04—09修回日期：20l㈨5—24作者简介：李旭(1963^．，男。高级工程师。长期从事涤纶短纤维的生产和研究开发工作。180池纺丝生产线，并于1995年春开

4、始投入部分机械化生产，1998年PBO的生产能力达到200妇，商品名为zylon。2003年达到500如，2008年达到l000如日。现在日本东洋纺仍然是世界上唯一一家可以进行商业化生产PBO纤维的公司。此外，荷兰阿克苏诺贝尔公司纤维研究所和DELF大学于1997年合作开发了商品名为M5的新型PBO纤维，但目前尚处在开发阶段闱。新世纪初期，PBO纤维用于抗冲击防护服产品开发出现挫折，PB0纤维的耐老化恍老化、酸性介质下的高温定形应用加工等)问题引起应用领域的关注，美国和欧洲将应用领域的技术开发作为重点，就如何降低PBO纤维的老化速率

5、开展了多项技术协作攻关，包括对PBO纤维的化学改性(M5纤维)、后处理(高温热定形)、表面处理、纺织加工技术等，取得了令人鼓舞的成效。同时，从扩展产品市场应用范围的角度，从原先较单一用于抗冲击防护服产品逐步扩展到特殊民用(耐温、抗辐射、高强绳索、体育)、产业用(增强工程材料、特殊电缆增强)等领域，并且取得工业化的实际效果。1．2日本东洋纺Zyl仰生产及其产品上世纪90年代，东洋纺的PBO纤维专供美国，主要用于武器装备、航空航天事业、太空资源的开发以及其它尖端科技领域。以zylon为代表的高强、高模、耐高温、阻燃高性能纤维材料及其先合

6、成纤维SFC2010No．61万方数据专题综述进复合材料的研制和应用在一定程度上反映了一个国家尖端科技的发展水平，并成为一类具有战略意义的材料资源。东洋纺生产的Zylon主要产品和规格如表1所示。衰1东洋纺公司生产的Zyl蛐主要产品和规格纤维品种规格278d锨，555dtex．IIlOdtex。Filament(长丝)，A8Spun(初生)I670dtexFihm∞t(长丝)，HigIlM0dulus273dtex。545dtex，l09lodtex．(高模)1640dtex．3270dtexchoppel】Fiber(超短)lmm

7、，3mm．6mmStapleFiber(j豆纤)44mm。5lmm，64咖，76mmNe20／l，Ne2Q／2．Ne3讲l。spunYam(纱)Ne40，l1．3国内PBO纤维的开发研究国内PBO最早于上世纪90年代开始进行过聚合方面的研究，仅仅是在实验室得到了少量PBO聚合物。由于合成PB0的原料DAR国内没有生产，进口试剂价格昂贵，在一定程度上也限制了PBo研究，90年代后期该项工作有所停滞，直到90年代末，东洋纺宣布获得高性能zvlon时，国内的高校、科研院所和相关单位开始重视这一课题。华东理工大学【习，浙江工业大学啕对合成P

8、BO的原料DAR进行了研究；东华大学川、上海交通大学婀、哈尔滨工业大学嘲、西安交通大学lIq、同济大学lllJ、中国航天科技集团四院四十三所∞埘和哈尔滨玻璃钢研究所㈣等则对PBO的合成工艺、PBO纤维的制备与性能、PBO纤维增强复合材