高性能纖維之王PBO
PBO(聚苯并雙口惡唑)纖維的抗張強(qiáng)度和模量均為芳綸的2.5倍,比碳纖維高出許多。它的高強(qiáng)度、高模量和耐高溫性,素有纖維之王之稱,由于兼?zhèn)淞W(xué)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(chǎn)方法很多,但最好的方法是使4,6-二氨基間苯二酚與對(duì)苯二甲酸在多聚磷酸溶劑和縮合劑中進(jìn)行溶液加熱聚合,所得聚合液為液晶狀態(tài),經(jīng)脫泡和過(guò)濾后可直接進(jìn)行干噴紡而制得初紡絲,由于紡絲時(shí)剛直的分子鏈經(jīng)空氣層時(shí)已高度取向,因此初紡絲的強(qiáng)度和模量已達(dá)到了37cN/dtex和1148cN/dtex,不再需要像通用纖維那樣再經(jīng)過(guò)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(jìn)行熱處理,所得高模量絲的強(qiáng)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(jí)特殊性能,即強(qiáng)度、模量、耐熱性和抗燃性。 耐熱性 PBO的耐熱性相當(dāng)高,根據(jù)熱質(zhì)量分析所測(cè)得的在空氣中的熱解溫度為650℃,在316℃下經(jīng)100小時(shí)仍能保持其質(zhì)量不變;PBO無(wú)熔點(diǎn),即使在高溫下也不熔融,工作溫度可達(dá)330℃左右。 強(qiáng)度和模量 PBO的力學(xué)性能大體為對(duì)位芳酰胺纖維的1倍,比強(qiáng)度和比模量超過(guò)鋼絲,以工程單位計(jì),其力學(xué)性能也優(yōu)于鋼絲,為合成纖維中惟一力學(xué)特性超過(guò)鋼絲的合成纖維。 抗燃性 PBO纖維的平織物經(jīng)垂直法燃燒試驗(yàn)證實(shí),它在接觸火焰時(shí)不收縮,移去火焰后基本上無(wú)殘焰,布料的柔軟性基本不變,其性能盡管與無(wú)機(jī)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(chǎn)PBO纖維:使用各向異性的向列狀液晶液,將 PBO聚合物溶于強(qiáng)酸內(nèi),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(dá)到高的拉絲比,然后進(jìn)入浴中凝固,濕纖維用堿中和,水洗,干燥,于430℃下進(jìn)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(jí)碳纖維的模量還高。PBO纖維有長(zhǎng)絲和短絲,作為增強(qiáng)材料和特種織物,可用于軍用飛機(jī),重要設(shè)施及宇宙飛船的結(jié)構(gòu)材料,也可用于防射線、防水、阻燃和防護(hù)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(chǎng)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(qiáng)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(chǎn)高性能的消防服、生產(chǎn)爐前服、焊接服、耐切割用防護(hù)服、賽車服、騎手服、各種運(yùn)動(dòng)服等,將取代現(xiàn)有有機(jī)纖維材料,并用于一般的超纖維不能適用的新領(lǐng)域。 轉(zhuǎn)載本網(wǎng)專稿請(qǐng)注明:"本文轉(zhuǎn)自錦橋紡織網(wǎng)" |