聚对亚苯基苯并二噁唑(PBO)纤维的环境老化及防老化研究进展

综述了国内外聚对亚苯基苯并二噁唑(PBO)纤维老化的最新研究进展。重点介绍了国外研究PBO纤维水热老化和光照老化过程的方法以及对老化机理的推测和分析,指出通过改进纺丝工艺,完善纤维的结构以提高抗溶胀性能,选用合理的抗光氧化试剂以及对纤维进行化学改性,对纤维进行必要的物理防护等,将是今后PBO纤维抗老化的研究方向。

聚1,4-(2,5-二羟基)亚苯基-2,6-苯并二咪唑纤维的制备

系统的研究了新型纤维聚1,4-(2,5-二羟基)亚苯基-2,6-苯并二咪唑(PDPB)树脂纤维的合成新工艺,考察了单体质量分数、PPA中P2O5质量分数、聚合温度和时间对PDPB的液晶聚合和纺丝性能的影响.结果表明:采用AA型单体1,2,4,5-四氨基苯(TAB.4HCl)与BB型单体2,5-二羟基对苯二甲酸(2,5-DHTA)在P2O5质量分数为85%、以两单体总质量分数为10%且等当比的条件下混缩聚制得的PDPB树脂的新工艺具有工艺简练、操作简单以及良好的经济性等特点,其树脂特性粘数达到13dL/g,得到PDPB初生单丝纤维的抗张强度为1.8GPa的,最大热分解温度高达665.12℃,空气中10%失重对应温度为508.3℃.

聚亚苯基苯并二噻唑纤维力学性能影响因素的研究

研究了聚亚苯基苯并二噻唑分子量、纺丝工艺、热处理温度、时间、负荷等工艺条件对纤维力学性能的影响。结果表明分子量３０，０００左右的ＰＢＺＴ纤维经５００～５５０℃、负荷４１０ＭＰａ、热处理１２ｓ，得到的纤维力学性能最优（抗张强度为２．２９ＧＰａ，模量近３．５０ＧＰａ）。纤维的直径越细、越均匀，力学性能越好。

聚对亚苯基苯并二噁唑(PBO)纤维的载体染色

选取四种常用于涤纶分散染色的载体,用于经多聚磷酸预处理PBO纤维分散染料高温高压染色,通过比较不同载体染色后纤维的染色深度(K/S值),发现邻苯二甲酰亚胺和苯甲酸苄酯在PBO纤维分散染色过程中具有显著的促染作用。研究了改变载体用量、染色温度、染色时间、染料用量对染色纤维K/S值和单纤拉伸强力的影响,测试了染色前后纤维的阻燃性能和色牢度。结果表明,载体染色法适用于PBO纤维的分散染色,其理想染色条件为:载体用量4 g/L,染色温度150℃,染色时间大于120 min。

聚对亚苯基苯并二噻唑纤维的开发与应用进展

本文介绍了聚对亚苯基苯并二噻唑的性能、制备、应用、现状与发展趋势。

聚对亚苯基苯并二口恶唑合成新路线及其制备新技术

为进一步提升聚对亚苯基苯并二口恶唑(PBO)材料的性价比并促进其工业化,研究了以4,6-二硝基间苯二酚为原料,先选择还原制得4-氨基-6-硝基间苯二酚盐酸盐,进而与对甲氧羰基苯甲酰氯进行缩环合获得苯并口恶唑化合物,再催化加氢合成AB型PBO新单体2-(对甲氧羰基苯基)-5-氨基-6-羟基苯并口恶唑(MAB),最后自缩聚反应制备PBO的新路线和新方法.结果表明该方法具有原料易得、反应条件缓和、中间体稳定等新技术优势.合成的PBO树脂总收率达64%、特性黏数η>10dl·g-1,新单体MAB的纯度>98%,具有稳定性优异和缩聚基团完全等当比等性质,以及均缩聚时间<20h和过程易操作等技术特点,均为4,6-二氨基间苯二酚(DAR)共缩聚路线所难以比拟的.其综合经济性优于三氯化苯经DAR共缩聚的工业化路线,有望发展成易于实施PBO产业化的一项新技术.

聚亚苯基苯并二噁唑缩聚反应动力学

以4,6-二氨基间苯二酚磷酸盐(DAR.2HP3O4)和对苯二甲酸(TA)为原料经非均相逐步缩聚反应制得聚亚苯基苯并二噁唑(PBO)。该反应可分为溶解控制(齐聚合)、反应动力学控制(预聚合)以及高分子链段扩散控制(后聚合)3个阶段。探讨了各阶段的反应过程,并对PBO预聚合反应动力学进行了研究。结果表明:其动力学符合不可逆二级反应机理,反应活化能为51.9 kJ/mol。

间苯二甲酸含量对芳香族聚噁二唑纤维性能的影响

以对苯二甲酸(PTA)、间苯二甲酸(IPA)和硫酸肼为主要原料,通过一步法合成了聚对/间苯噁二唑(p/m-POD),并使用湿法纺丝制备出了耐高温的纤维。通过各种表征方法研究了IPA的引入对纤维热稳定性能、力学性能、耐酸碱性的影响。通过与p-POD的对比,结果表明引入IPA能够使POD的环化率由70%提高到90%,当IPA的含量不超过10%时,其热稳定性能不会出现降低。IPA的加入能明显地提高纤维的耐酸性,POD3纤维在30%H2SO4中,100 h后仍有55%的强度保留率。

聚亚苯基苯并二噻唑与聚亚苯基苯并二噁唑的热分解

用高分辨裂解气相色谱质谱（ＨＲＰｙＧＣＭＳ）研究了聚亚苯基苯并二噻唑、聚亚苯基苯并二唑的热分解行为，鉴定了相应裂解产物的组成、分布及其与高分子结构的关系，并用热重法（ＴＧ）测定了它们的热分解反应动力学参数。

多壁碳纳米管/聚亚苯基苯并二噁唑复合材料的微结构与性能

以甲基磺酸(MSA)为溶剂通过溶液共混法制备了不同多壁碳纳米管(MWNTs)含量的多壁碳纳米管/聚亚苯基苯并二噁唑(MWNTs/PBO)复合材料,用扫描电镜(SEM)对热处理前后复合材料的微结构进行了分析,并对其导电、力学和耐热性能进行了研究。结果表明:MWNTs能均匀地分散在聚合物基体中,并能形成一定的网络结构,热处理后的复合材料较热处理前的结构更致密,导电性能和力学性能都有所改善,其中MWNTs质量分数为10%的热处理后复合材料与纯PBO聚合物相比,体积电阻率降低约9个数量级,而拉伸强度和拉伸模量分别提高了95%和53%,耐热性能也有一定的提高。

聚对苯撑苯并二恶唑纤维发展概况与应用前景

介绍了聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)纤维的性能特点、单体和聚合物合成及液晶纺丝制造工艺,综述了PBO纤维近30年来在国内外发展的技术进展及其应用前景,指出PBO纤维是一种高强度、高模量、高热稳定性和高耐化学腐蚀性的新型纤维,在高温过滤、电子电气、合成材料、安全防护、国防军工、交通运输、航空航天、桥梁工程、建筑建材等20多个工业领域都有广泛的应用,并对今后国内PBO纤维的发展提出了建议。

聚亚苯基苯并二噁唑在双螺杆挤出机中的后聚合反应动力学

通过正交分析的实验方法,考察了在螺杆挤出机中反应温度、螺杆转速、反应时间对聚亚苯基苯并二噁唑(PBO)后聚合反应速率的影响。结果显示:在3个影响因素中,温度影响最大,其次是反应时间,转速影响最小。并研究了PBO后聚合反应动力学,发现PBO双螺杆挤出机后聚合反应为扩散速率控制过程,其动力学符合不可逆二级化学反应机理。随着缩聚温度的增加,反应速率增加,反应温度从160℃提高到190℃,反应速率常数可提高4倍,测得反应活化能为84.4 kJ/mol。

聚对苯撑苯并二噁唑纤维展望

介绍了聚对苯撑苯并二噁唑(PB0)纤维的性能特点、单体和聚合物合成及液晶纺丝制造工艺,综述了PBO纤维近30年来在国内外发展的技术进展及其应用前景,并对今后国内PBO纤维的发展提出了建议。

低分子量聚亚苯基苯并二噻唑在稀溶液中的结晶

从稀溶液中结晶可得到许多柔性和半刚性高分子的片状单晶,如聚乙烯[1]、聚丙烯[2]、尼龙6[3]、无规聚苯乙烯[4]、聚2-乙烯基吡啶[5]和聚对二氧环己酮[6].这些片状单晶的单层厚度远小于分子链的长度,分子链在层表面发生折叠,多次往复穿过片状晶.

聚对苯撑苯并二噁唑原纤化纳米纤维制备技术及结构性能

聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维是一种具有多重原纤结构的高分子聚合物。通过机械力作用可以使PBO纤维发生原纤化,制备具有直径小于100 nm的PBO原纤化纳米纤维。文中对PBO纤维发生原纤化的历程及机理进行研究,扫描电镜观察发现PBO纤维的原纤化过程包括:脱除皮层、主干破坏、进一步原纤化等阶段,剥离和劈裂是原纤化的主要方式。经过原纤化处理的PBO纤维,呈现不同尺寸纤维组成的多分散体。打浆度70°SR的PBO原纤化纳米纤维的直径可达到50 nm,其保水值118%,纤维长度分布主要集中在0.3~0.5 mm,比表面积21.89 m^2/g。以PBO原纤化纳米纤维为原料,通过湿法成形方式在抄纸系统上制备的纸基材料力学性能随着原纤化程度增加而增加。

高模聚对苯撑苯并二噁唑复丝纤维拉伸性能测试方法

参照相关的纤维力学性能测试标准,对高模型HM-PBO复丝纤维的拉伸性能测试方法进行系统研究。结果表明:夹持型夹具和陶瓷材质夹具体适用于PBO干纱复丝拉伸性能测试;捻系数对PBO拉伸性能影响比较大,最佳捻系数为8;同时发现加捻会影响纤维的取向度;在一定范围内拉伸速率的增加会使得纤维断裂强度增加;而在测试范围内的预加张力对PBO纤维拉伸性能影响不大;夹持长度越长,由横梁测得的拉伸形变越接近真实值。

钛酸钡改性碳纳米管/聚亚苯基苯并二噁唑三元复合材料的制备

首先通过热溶剂法用钛酸钡(BaTiO3)对多壁碳纳米管(MWNT)进行改性,然后通过原位聚合法与亚甲基苯并二恶唑(PBO)进行复合,得到三元复合材料BaTiO3/MWNT/PBO,通过红外(FTIR)、XRD、TEM、热重等测试方法对样品进行表征,复合材料结构明确性能稳定,有望应用于结构型隐身材料领域。

聚对苯撑苯并二噁唑纤维含水率对其直接氟化表面改性效果的影响

聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维具有极其优异的力学性能与耐高温性能,因此被广泛应用于复合材料。但是由于自身的化学惰性,PBO纤维与树脂的粘接性能较差,其在先进树脂基复合材料领域的应用受到限制。文中首次采用直接氟化对PBO纤维进行表面改性,并通过控制PBO纤维的含水率研究了水分对PBO纤维直接氟化表面改性效果的影响。通过X射线光电子能谱、红外光谱与扫描电子显微镜研究了不同含水率的PBO纤维在直接氟化后的表面化学结构与物理形貌。研究结果表明,氟化PBO纤维表面极性基团明显增加,并且随着含水率的增大,氟化反应生成的极性基团比例(包括COOH和C-F)从4. 93%下降到0. 76%。单丝拔出结果表明,随着PBO纤维含水率的增加,其氟化后与环氧树脂的界面粘接强度从27. 1 MPa降低到21. 4 MPa,但均高于原始PBO纤维的19. 6 MPa。

纳米二氧化钛涂覆聚对苯撑苯并二噁唑纤维的制备及其抗紫外光照射性能

针对聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维经紫外光照射后强力下降的问题,首先采用氧等离子体对PBO纤维表面进行改性,提高其界面性能;然后在改性PBO纤维表面涂覆纳米TiO_(2)及有机硅整理剂制备TiO_(2)/PBO复合纤维;最后对复合纤维的结构和性能进行表征与分析。结果表明:当氧等离子体处理功率为200 W、处理时间为200 s时,PBO纤维表面有凹痕,纤维拉伸强力保持率大于90%,摩擦因数增大16%,接触角减小为52.7°,说明PBO纤维的表面润湿性能增大;当纳米TiO_(2)与硅烷偶联剂质量比为1∶1时,TiO_(2)/PBO复合纤维表面有沉积凸起的纳米TiO_(2)颗粒;用紫外光照射200 h后,TiO_(2)/PBO复合纤维的断裂强力下降率比PBO原纤减少30%,说明纳米TiO_(2)涂覆后的PBO纤维抗紫外光照射性能提高。

采用4,6-二氨基间苯二酚-对苯二甲酸盐合成聚苯撑苯并二噁唑

以 4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐和对苯二甲酸为原料 ,制备了 4,6-二氨基间苯二酚 -对苯二甲酸盐 ( TA盐 ) ,并采用傅里叶红外 ( FTIR)、质谱 ( MS)、差热分析 ( DSC)和元素分析等测试手段对其结构进行了表征 ;以多聚磷酸为介质 ,将 TA盐缩聚得到具有较高粘度 (特性粘数 [η]=2 4 .5d L/g)的聚苯撑苯并二唑 ( PBO) ,并通过 FTIR、元素分析和热重分析 ( TGA)等对 PBO合成工艺和热性能进行了研究 .这种通过 TA盐聚合的方法不仅缩短了反应时间 ,而且比较容易得到具有较高相对分子质量的 PBO.