1.Istwa Devlopman
PBO te envante pa chèchè nan devlopman aerodinamik nan US Air Force. Patant debaz pou polybenzoxazole te okòmansman posede pa Stanford Research Institute (SRI) nan Stanford University nan Etazini. Apre sa, Dow Chemical Company te jwenn otorizasyon ak endistriyèl devlope PBO, pandan y ap amelyore metòd sentèz orijinal monomè a. Nouvo pwosesis la te pwodwi prèske pa gen okenn sous-pwodwi izomer, ogmante sede monomère sentèz la epi mete fondasyon endistriyalizasyon an. An 1990, Toyobo Co, Ltd nan Japon te achte teknoloji patant PBO nan Dow Chemical Company. An 1991, Dow-Badische Fibres Inc. te devlope fib PBO sou ekipman Toyobo Co, Ltd., siyifikativman ogmante fòs ak modil fib PBO a de fwa fib PPTA. An 1994, avèk pèmisyon Dow-Badische Fibers Inc., Toyobo Co, Ltd te envesti 3 milya Yen Japonè pou konstwi yon liy pwodiksyon ak yon pwodiksyon anyèl 400 tòn monomè PBO ak 180 tòn k ap vire. Nan sezon prentan 1995, li te kòmanse pasyèl pwodiksyon mekanize, ak pa 1998, kapasite pwodiksyon an te rive nan 200 tòn / ane, ak non komèsyal Zylon. Dapre plan devlopman Toyobo a pou Zylon, kapasite pwodiksyon an te espere rive nan 380 tòn / ane nan lane 2000, 500 tòn / ane nan 2003, ak 1000 tòn / ane nan 2008. Kounye a, Toyobo co, Ltd rete konpayi an sèlman nan mond lan ki kapab pwodwi komèsyal fib PBO.
2.The Prospects PBO Fibre Devlopman
Nan dènye ane yo, peyi devlope yo ak rejyon yo tankou Ewòp, Amerik, ak Japon te lajman itilize segondè-pèfòmans fib-ranfòse materyèl konpoze nan jaden yo konstriksyon nan bilding ki wo, gwo pon, ak jeni maren. Lè yo enpreye twal fib ak résine epoksidik ak konfòme li sou sifas konkrè a, kapasite a pote chaj ak rezistans tranbleman tè nan estrikti orijinal la ka siyifikativman amelyore. Anplis, nan konstriksyon pon, câbles asye pa ka itilize pou pi long pon akòz pwa pwòp yo. Olye de sa, gen yon preferans pou pi lejè ak pi fò câbles. Kab ki fèt ak fib PBO, ki gen gwo fòs, bon estabilite dimansyon, se pi bon chwa.
Fib PBO yo piti piti ranplase materyèl amyant tradisyonèl yo nan jaden materyèl ki reziste chalè epi yo kounye a eksplore aplikasyon pou pi ba pase 350 degre pou ranplase fib ignifuge tankou polyamid aromat. Pi wo pase 350 degre, yo ranplase fib inòganik tankou asye pur oswa fib seramik. Depi fib inòganik yo pi rèd ak tandans fè reyur ki afekte pèfòmans yo, fib PBO gen potansyèl pou simonte enpèfeksyon sa yo. Précédemment, rezistans chalè nan fib òganik te ensifizan (sitou anba a 400 degre), ki limite devlopman aplikasyon yo. Sepandan, fib PBO gen yon tanperati dekonpozisyon nan 650 degre, pi wo a nan mitan tout fib òganik. Se poutèt sa, li se antyèman posib ranplase fib òganik ak fib PBO nan aplikasyon pou pi wo a 350 degre kote fib òganik yo te deja difisil yo sèvi ak, konsa elaji ak devlope aplikasyon an nan PBO fib materyèl chalè ki reziste.
Rechèch entènasyonal endike ke fib PBO gen anpil aplikasyon nan lòt domèn tankou materyèl izolasyon elektrik, deteksyon satelit, materyèl ki lejè, endistri otomobil la, ak devlopman jaden lwil oliv fon lanmè. PBO fib yo itilize nan kadav tren gwo vitès pa sèlman diminye pwa a nan veyikil la, men tou ogmante fòs li yo. Sèvi ak rezistans chimik nan fib PBO, divès kalite rad pwoteksyon ki reziste korozyon ka fèt. Nan ayewospasyal, pou redwi fado limite a, fib PBO yo apwopriye pou fè Fastener ak espageti yo itilize nan espas. Nan seri tanperati cosmic ki soti nan -10 degre jiska 460 degre, yo ka itilize tou kòm materyèl pou balon deteksyon ki reziste chalè. Nan konpetisyon espò navige, vwal yo sitou te fè soti nan gwo-fòs, segondè-modil fib-fè plak ki tankou materyèl mens. Pou minimize deformation lè vwal yo soufle pa van an, yo dwe chèche fib PBO modil ki pi wo yo pou fè vwal navige konpetitif. Etandone ekselan pwopriyete mekanik PBO fib yo, yo se tou pi bon materyèl pou fabrikasyon klib gòlf, rakèt tenis, poto ski, planch ski, planch, archery bowstrings, ak bisiklèt kous.
Teknoloji kle rechèch ak devlopman ak endistriyalizasyon nan fib PBO ka pèmèt Lachin kraze gratis nan kontwòl alontèm ak monopoli nan teknoloji etranje, s'angajè sou yon chemen nan inovasyon endepandan, kandida klere, ak aplikasyon laj nan devlopman domestik ak gwo echèl. nan fib PBO. Sa a pral kontribye nan devlopman ak itilizasyon dirab nan materyèl PBO pèfòmans-wo nan endistri ayewospasyal, defans nasyonal, militè ak sivil Lachin nan.
3.Fibre Pwopriyete
Dapre rapò Toyobo, pwodwi fib PBO-wo fen yo gen yon fòs nan 5.8 GPa (rapòte kòm 5.2 GPa nan Almay), yon modil 180 GPa, ki se pi wo a nan mitan fib chimik ki deja egziste; li ka kenbe tèt ak tanperati jiska 600 degre, ak yon endèks oksijèn limite nan 68, epi li pa boule oswa retresi nan flanm dife, montre pi wo rezistans chalè ak retardans flanm dife pase nenpòt lòt fib òganik. Li se sitou itilize pou tekstil endistriyèl chalè ki reziste ak materyèl fib ranfòse.
Konparezon pèfòmans nan PBO ak lòt fib pèfòmans segondè:
Kòm yo ka wè nan tablo a, fib PBO montre fòs siperyè, modil, rezistans chalè, ak reta flanm dife. Miyò, fòs fib PBO pa sèlman depase fib asye, men tou depase fib kabòn. Anplis de sa, fib PBO briye nan rezistans enpak, rezistans fwotman, ak estabilite dimansyon. Yo tou lejè ak fleksib, fè yo yon materyèl ideyal twal anvan tout koreksyon.
PBO, kòm yon fib super-pèfòmans nan 21yèm syèk la, posede pwopriyete fizik ak mekanik eksepsyonèlman ekselan ak pwopriyete chimik. Fòs li yo ak modil yo se de fwa ke nan fib Kevlar epi li pataje tou rezistans nan tèmik ak reta flanm dife nan fib meta-aramid. Anplis, pwopriyete fizik ak chimik li yo konplètman depase fib Kevlar, ki te dirije jaden an nan fib pèfòmans-wo. Yon sèl filaman PBO ak yon dyamèt 1 milimèt ka leve yon pwa nan 450 kilogram, ki se plis pase dis fwa fòs nan fib asye.
4.Modifikasyon sifas nan fib PBO
Amelyorasyon TIFSS (Interfacial Shear Strength) ant fib PBO ak matris résine amelyore, men yon eksè de ajan kouple ka mennen nan yon kouch pi epè nan ajan kouple a, ki an vire diminye TIFSS. Efè grave plasma sou sifas fib la aji prensipalman sou ajan kouple a, sa ki pèmèt fòmasyon yon kouch retikilasyon grefon. Kouch ajan kouple sa a bay sèten pwoteksyon nan fib yo, kidonk n bès nan σ (fòs) nan fib PBO pa enpòtan.
Li ka analize ke kondisyon yo pi bon pou pwosesis la konbine nan modifye ak ajan kouple ak plasma yo se: kontni an nan A-187 ajan kouple nan 2%, Agon ba-tanperati plasma tretman tan pou 2 min, presyon nan 50Pa , ak pouvwa nan 30W. Pami ajan kouple yo chwazi, A-187 gen pi bon efè sou amelyore IFSS ant fib PBO ak résine epoksidik, ak yon kontni pi bon nan 2%.
(1) Lè kontni A-187 se 2%, ak kondisyon tretman plasma ba-tanperati Agon yo se 2min, 30W, ak 50Pa, ΓIFSS (Interfacial Shear Strength) fib PBO modifye a ka rive jiska 10.44. MPa. Sa reprezante yon ogmantasyon 52% konpare ak itilizasyon sèlman ajan kouple A-187 pou modifikasyon ak yon ogmantasyon 78% konpare ak ΓIFSS fib orijinal la. Te mouillabilite nan fib PBO tou te anpil amelyore.
(2) Pou fib PBO modifye pa plasma agon ba-tanperati konbine avèk yon ajan kouple, n bès nan ΓIFSS sou tan pa enpòtan; ogmantasyon nan ang kontak la tou pa sibstansyèl, ki montre yon tandans nan direksyon pou estabilite ak yon ti tandans anba. Se poutèt sa, efè degradasyon PBO fib modifye pa Plasma Agon ba-tanperati konbine avèk yon ajan kouple pa pwononse.
5.Preparasyon
PBO prepare pa solisyon polikondansasyon 4,6-diaminoresorcinol hydrochloride (DAR·HCl) ak asid tereftalik lè l sèvi avèk asid polyphosphoric (PPA) kòm yon sòlvan. Altènativman, li ka sentèz lè l sèvi avèk dezidratasyon P2O5 pou polikondansasyon. PPA sèvi tou de kòm yon sòlvan ak kòm yon katalis pou polikondansasyon.
Sentèz monomère diamino resorcinol te devlope avèk siksè pa Ameriken Dow Chemical Company, kòmanse ak trichlorobenzene kòm matyè premyè. Metòd sa a evite jenerasyon izomè yo pandan pwosesis sentèz la, ki bay yon to rekiperasyon segondè, ki jwe yon wòl enpòtan nan pwodiksyon endistriyèl PBO.
Dope polymère file lè l sèvi avèk metòd sèk-mouye k ap vire, ki te swiv pa lave ak siye. Lè solisyon k ap vire a fonn pou fòme kristal likid epi yo itilize kristal likid k ap vire, li ka fòme yon estrikti chèn pwolonje. Fib file inisyal la (AS fib-estanda kalite) deja posede yon fòs ki gen plis pase 3.53N/tex ak yon modil elastik plis pase 10.84N/tex. Pou ogmante modil la, tretman chalè ka fèt nan anviwon 600 degre, sa ki lakòz yon fib modil segondè (tip HM fib-segondè modil) ak yon modil ki rive nan 176.4N/tex pandan w ap kenbe menm fòs la.
6.Aplikasyon
PBO fib yo karakterize pa ekselan rezistans chalè yo, gwo fòs, ak modil segondè, ki fè yo lajman aplikab.
(1) Aplikasyon filaman yo enkli materyèl ranfòsman pou pwodwi kawotchou tankou kawotchou, senti CONVEYOR, ak kawotchou; materyèl ranfòsman pou divès kalite plastik ak konkrè; eleman amelyorasyon pou misil balistik ak materyèl konpoze; manm tansyon ak fim pwoteksyon pou kab fib optik; ranfòse fib pou fil elektrik chofaj, kab kas ekoutè, ak lòt fil fleksib; materyèl segondè-tansyon pou kòd ak câbles; materyèl filtre ki reziste chalè pou filtraj segondè-tanperati; ekipman pwoteksyon pou misil ak bal, vès bal, kas pou bal, ak kostim vòl pèfòmans-wo; ekipman espò pou tenis, bato vitès, bato kous, elatriye; diafragm wo-klas oratè, nouvo materyèl kominikasyon; materyèl ayewospasyal, elatriye.
(2) Aplikasyon pou fib koupe ak kaka gen ladan fib ranfòse pou materyèl friksyon ak garnitur sele; materyèl amelyorasyon pou divès kalite rezin ak plastik, elatriye.
(3) Aplikasyon nan fil gen ladan rad dife; rad travay ki reziste chalè pou devan founo ak operasyon soude; rad pwoteksyon pou rezistans koupe, gan sekirite, ak soulye sekirite; kostim chofè machin ras, kostim jockey; divès kalite espò ak ekipman espò aktif; kostim pilòt Carrace; ekipman anti-koupe, elatriye.
(4) Aplikasyon nan fib kout yo se sitou pou pad tanpon ki reziste chalè yo te santi yo itilize nan pwosesis extrusion aliminyòm; materyèl filtre ki reziste chalè pou filtraj segondè-tanperati; senti pwoteksyon tèmik, elatriye.