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PBO 纤维PBO是聚对苯撑苯并双口恶唑纤维(Poly-p-phenylenebenzobisthiazole)的简称，是20世纪80年代美国为发展航天航空事业而开发的复合材料用增强材料，是含有杂环芳香族的聚酰胺家族中最有发展前途的一个成员，被誉为21世纪超级纤维。

PBO纤维PBO纤维

PBO是聚对苯撑苯并双口恶唑纤维(Poly-p-phenylenebenzobisthiazole)的简称，是20世纪80年代美国为发展航天航空事业而开发的复合材料用增强材料，是含有杂环芳香族的聚酰胺家族中最有发展前途的一个成员，被誉为21世纪超级纤维。
PBO纤维-发展历史

PBO是由美国空军空气动力学开发研究人员发明的，首先由美国斯坦福(Stanford)大学研究所(SRI)拥有聚苯并唑的基本专利，以后美国陶氏(DOW)化学公司得到授权，并对PBO进行了工业性开发，同时改进了原来单体合成的方法，新工艺几乎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道化学公司购买了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上开发出PBO纤维，使PBO纤维的强度和模量大幅度上升，达到PPTA纤维的两倍。1994年，日本东洋纺公司得到道一巴迪许化纤公司的准许，出巨资30亿日元建成了400吨/年PBO单体和180吨/年纺丝生产线，并于1995年春开始投入部分机械化生产，1998年的生产能力达到200吨/年，商品名为Zylon。根据东洋纺对Zylon的发展计划，2000年的生产能力将达到380吨/年，2003 年达到500吨/年，2008年达到1000吨/年。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。

PBO纤维PBO的化学结构
PBO纤维-纤维性能

据东洋纺报道，其高端PBO纤维产品的强度为5.8GPa（德国有报道为5.2GPa），模量180GPa，在现有的化学纤维中最高；耐热温度达到 600℃，极限氧指数68，在火焰中不燃烧、不收缩，耐热性和难燃性高于其它任何一种有机纤维。主要用于耐热产业纺织品和纤维增强材料。

PBO与其它高性能纤维的性能比较：

性能指标
断裂强度
模量
断裂伸长率
密度
回潮率
LOI
裂解温度

纤维品种
N/tex
GPa
%
g/cm3
%
℃

zylonHM
3.7
280
2.5
1.56
0.6
68
650

zylonAS
3.7
180
3.5
1.54
2
68
650

对位芳族聚酰胺
1.95
109
2.4
1.45
4.5
29
550

同位芳族聚酰胺
0.47
17
22
1.38
4.5
29
400

钢纤维
0.35
200
1.4
7.80
0
-
-

碳纤维
2.05
230
1.5
1.76
-
-
-

高模量聚酯
3.57
110
3.5
0.96
0
16.5
150

聚苯并咪唑(PBI)
0.28
5.6
30
1.40
1.5
41
550

由表可见，PBO纤维的强度、模量、耐热性和抗燃性，特别是PBO纤维的强度不仅超过钢纤维，而且可凌驾于碳纤维之上。此外，PBO纤维的耐冲击性、耐摩擦性和尺寸稳定性均很优异，并且质轻而柔软，是极其理想的纺织原料。

PBO 作为21世纪超性能纤维，具有十分优异的物理机械性能和化学性能，其强力、模量为Kevlar(凯夫拉)纤维的2倍并兼有间位芳纶耐热阻燃的性能，而且物理化学性能完全超过迄今在高性能纤维领域处于领先地位的Kevlar纤维。一根直径为1毫米的PBO细丝可吊起450千克的重量，其强度是钢丝纤维的10 倍以上。
PBO纤维-制备

PBO是由4，6—二氨基苯酚盐酸盐(二氨基间苯二酚盐酸盐)与对苯二甲酸以多磷酸(PPA)为溶剂进行溶液缩聚而制得，也可利用P2O5脱水进行缩聚，PPA既是溶剂，也是缩聚催化剂。

PBO纤维反应式

单体二氨基间苯二酚的合成，美国道化学公司开发成功以三氯苯为起始原料进行合成，这样在合成过程中不会生成异构体，收率很高，对PBO的工业化生产起了很大的作用。

PBO纤维PBO的单体合成反应式

聚合物纺丝液用干—湿式纺丝法纺丝、水洗、干燥。纺丝液溶至液晶性，采用液晶纺丝法纺丝时能形成伸直链结构，初纺丝(AS丝—标准型)就具有 3.53N/tex以上的强度和10.84N/tex以上的弹性模量。为了提高模量，可在约600℃的温度中进行热处理，得到模量达176.4N/tex 而强度保持不变的高模量丝(HM丝—高模量型)。
PBO纤维-应用

PBO纤维的主要特点是耐热性好、强度和模量高，顾应用广泛。

(1)长丝的应用，可用于轮胎、胶带(运输带)、胶管等橡胶制品的补强材料；各种塑料和混凝土等的补强材料；弹道导弹和复合材料的增强组分；纤维光缆的受拉件和光缆的保护膜；电热线、耳机线等各种软线的增强纤维；绳索和缆绳等高拉力材料；高温过滤用耐热过滤材料；导弹和子弹的防护设备、防弹背心、防弹头盔和高性能航行服；网球、快艇、赛艇等体育器材；高级扩音器振动板、新型通讯用材料；航空航天用材料等。

(2)短切纤和和浆粕的应用，可用于摩擦材料和密封垫片用补强纤维；各种树脂、塑料的增强材料等。

(3)纱线的应用，可用于消防服；炉前工作服、焊接工作服等处理熔融金属现场用的耐热工作服；防切伤的保护服、安全手套和安全鞋；赛车服、骑手服；各种运动服和活动性运动装备；Carrace飞行员服；防割破装备等。

(4)短纤维的应用，主要用于铝材挤压加工等用的耐热缓冲垫毡；高温过滤用耐热过滤材料；热防护皮带等。

PBO纤维长丝的应用

PBO纤维纱线的应用

PBO纤维短切纤和和浆粕的应用

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