高性能纤维之王PBO

    PBO（聚苯并双口恶唑）纤维的抗张强度和模量均为芳纶的2．5倍，比碳纤维高出许多。它的高强度、高模量和耐高温性，素有纤维之王之称，由于兼备力学性能和耐高温、抗燃等两种最高特性，接近于理想的超纤维。     PBO的生产方法很多，但最好的方法是使4，6－二氨基间苯二酚与对苯二甲酸在多聚磷酸溶剂和缩合剂中进行溶液加热聚合，所得聚合液为液晶状态，经脱泡和过滤后可直接进行干喷纺而制得初纺丝，由于纺丝时刚直的分子链经空气层时已高度取向，因此初纺丝的强度和模量已达到了37cN/dtex和1148cN/dtex，不再需要像通用纤维那样再经过牵伸工序，如果制备高模量的纤维，可将初纺丝在600℃以上的高温进行热处理，所得高模量丝的强度不变，而模量迅速升高到1766cN/dtex，其纤维呈现黄色的金属光泽。     PBO纤维具有四大超级特殊性能，即强度、模量、耐热性和抗燃性。     耐热性     PBO的耐热性相当高，根据热质量分析所测得的在空气中的热解温度为650℃，在316℃下经100小时仍能保持其质量不变；PBO无熔点，即使在高温下也不熔融，工作温度可达330℃左右。     强度和模量     PBO的力学性能大体为对位芳酰胺纤维的1倍，比强度和比模量超过钢丝，以工程单位计，其力学性能也优于钢丝，为合成纤维中惟一力学特性超过钢丝的合成纤维。     抗燃性     PBO纤维的平织物经垂直法燃烧试验证实，它在接触火焰时不收缩，移去火焰后基本上无残焰，布料的柔软性基本不变，其性能尽管与无机纤维相近，但不脆，耐屈折性好，可用于制备短纤维、短切纤维、纺织丝、毡和纺织物等。     采用喷湿纺法可生产PBO纤维：使用各向异性的向列状液晶液，将 PBO聚合物溶于强酸内，最好使用混酸，在混酸溶液中制成聚合物浓度为10％的各向异性向列状液晶纺丝溶液，再将纺丝液用喷丝头于25℃下挤出，通常在喷丝头与凝固浴之间的空气层达到高的拉丝比，然后进入浴中凝固，湿纤维用碱中和，水洗，干燥，于430℃下进行热处理拉伸，收卷，制成高模量的不燃纤维。PBO纤维的抗张弹性模量是高模量k ev la r－149纤维的2倍，比宇航级碳纤维的模量还高。PBO纤维有长丝和短丝，作为增强材料和特种织物，可用于军用飞机，重要设施及宇宙飞船的结构材料，也可用于防射线、防水、阻燃和防护服。     利用其难燃的性能，PBO纺丝可制备消防服。消防服的性能直接影响在灭火现场从事救援和灭火人员的安全保证，因此必须特别重视其抗燃性和作业性。PBO纤维具有超高强度、重量轻，在制成作业性优良的薄规格面料后，难燃性好，可用于生产高性能的消防服、生产炉前服、焊接服、耐切割用防护服、赛车服、骑手服、各种运动服等，将取代现有有机纤维材料，并用于一般的超纤维不能适用的新领域。