PBO纤维自然老化与加速老化的相关性研究
PBO纤维的发展趋势
1 PBO 纤维的概述 1.1 PBO 纤维简介
PBO 纤维是聚对苯撑苯并二噁唑(Poly-p-phenylene benzobisoxazole)纤维 的简称，是 20 世纪 70 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。至今为止，已商品化的 PBO 纤维只有日本东洋纺的“Zylon”（中文为柴 隆）。它是由 PBO 聚合物经过液晶纺丝技术制得的高性能纤维。高性能纤维中 有代表性的是有机刚性链的对位芳纶、有机柔性链的超高分子量聚乙烯纤维和 PBO 纤维。其中 PBO 纤维是强度和模量最高的纤维，被认为是 21 世纪超级纤 维，也是继 Kevlar 纤维开发成功以后，纤维技术领域的又一次突破。因其在 比强度、比模量、耐热性和阻燃性方面的特殊性能而被广泛应用。
与上海石化相比，中蓝晨光的PBO纤维产品稍显成熟稳定，其部分产品性能
已与东洋纺相近，如表2-1所示）。但是，单丝直径不及Zylon细，纤维表面不
及Zylon光滑。
表2-3 国内外厂家生产的PBO纤维性能对比
注：其中Zylon为东洋纺产品，ZLPBO为中蓝晨光产品，DHPBO为东华大学（上海石化）开发 中不燃烧、不收缩、非常柔软，可用于高性能 的消防服和炉前工作服、焊接工作服等处理熔融金属现场用的耐热工作服以及 军服。
3.3 增强材料及高性能帆布
利用 PBO 纤维高模量的特性，可用于光导纤维的增强。在橡胶增强领域, PBO 纤维可代替钢丝作为轮胎的增强材料，使轮胎轻量化,有助于节能。PB0 纤 维也可在密封垫片、胶管等橡胶制品、各种树脂、塑料、混凝土抗震水泥构件 和高性能同步传动带中作为增强纤维。利用 PBO 纤维的高强及高模量特性，可 用于绳索和缆绳等高拉力材料、光纤电缆承载构件、光缆的保护膜材料、桥梁 缆绳、航海运动帆船的主缆以及赛船用帆布。
老化、加速老化、耐久性评价等
《浸渍树脂快速与自然老化试验对应关系》---岳清瑞（教授，国合项目（编号2005DFBA00012）；国家自然科学基金重点项目（编号50238030）；863计划项目（编号2001AA336010））FRP 材料及其加固结构的耐久性直接影响 FRP 加固结构性能的优劣 , 目前在该技术领域 , 国内外进行的试验与评价研究尚未形成体系 , 为了掌握FRP 材料及其加固结构在不同环境条件下的性能变化规律 , 探求FRP 加固结构的耐久性设计指标和设计方法 , 本期几篇文章通过系列加速老化试验和不同自然环境的老化试验 , 测试FRP 及其与结构材料粘结性能的变化 , 初步建立了结构加固用FRP 及其与混凝土粘结性能的劣化规律模型 , 提出了在无防护情况下的耐久性评价方法 , 为进一步建立工程应用的FRP 及其加固结构耐久性评价和设计方法提供依据。
由于快速试验具有周期短、试验过程容易控制、能加速老化作用等优点 , 因此 , 通常浸渍树脂在各种环境因素作用下的耐久性是通过快速试验进行的。
但事实上 ,树脂实际使用时的自然环境是复杂多变的 , 那么通过快速试验研究得出的结果能否反映树脂在真实自然环境作用下的老化性能 , 或者能在多大程度上反映真实自然老化环境作用下的性能 , 即快速试验与 自然老化试验的相关性问题是值得深入研究的课题。
实验部分：湿热循环老化试验（参照GB2574-89《玻璃纤维增强塑料湿热试验》），干湿交变试验，海水浸泡快速试验，自然环境中有无遮阳防护老化后的性能差异模拟阳光辐射作用。
快速老化与自然老化的对应关系老化模型（拉伸强度、伸长率、弹性模量随老化时间变化规律的描述）：双线性模型()()()()⎩⎨⎧---=βαtan ]//[/tan /1/1100d d t d t t t t t f f t t f f ……….（1） ()10/f f t ----力学性能指标衰减出现转折时的名义力学性能指标； ()1/d t t ----力学性能指标衰减出现转折时的相对老化时间； αtan 、βtan ----衰减速率。
PBO纤维表面改性的研究进展
PBO纤维表面改性的研究进展包括化学刻蚀法、偶联剂处理、等离子体处理、电晕处理、辐射处理、酶处理、热处理、化学涂层法和临界液体处理等。
一、化学刻蚀法利用氧化性介质如浓硫酸、硝酸等对PBO纤维表面进行氧化刻蚀，对聚合物表面进行强酸浸泡处理可起到酸蚀、除去弱边界层、氧化和增加粗糙度的作用，但同时强酸也会侵蚀PBO纤维本体结构，破坏纤维的结晶结构，导致其强度下降。
研究举例：WU等研究了甲基磺酸（MSA）对PBO纤维表面的化学刻蚀作用; 乔咏梅等开展了硫酸改性PBO纤维表面黏合性的研究；刘丹丹等采用多聚磷酸（PPA）-乙酸体系处理PBO纤维；罗果等分别采用纯的PPA和体积比1：1的PPA-乙醇溶液处理PBO纤维；周雪松等用KMnO4的硫酸溶液处理PBO纤维。
优缺比较：在众多PBO纤维化学改性方法中，PPA改性方法具有突出优势。
该方法具有反应时间短、反应条件温和、处理后的PBO纤维溶液易回收等优点；而其他强腐蚀性酸处理方法存在耗费时间长、对纤维本体破坏大、后处理麻烦等缺点，限制了这些改性方法的应用。
二、偶联剂法偶联剂改性是指在纤维表层涂覆一层偶联剂分子以增强纤维表面极性。
作用机制为：利用烷基链的反应活性和极性对纤维表面自由能、浸润活化能及界面化学键合能产生较大影响，进而改变纤维与树脂的界面黏结强度。
研究举例：王斌等采用一系列硅烷偶联剂对PBO纤维表面进行涂层处理；邱峻等用单丝拔出试验研究了硅烷偶联剂对未经烘干和烘干的PBO纤维的表面处理情况。
优缺比较：不损伤纤维本身的力学性能，而且具有较好的界面改性效果，因此得到了广泛应用。
目前使用的偶联剂主要是针对改善玻璃纤维黏结性的偶联剂，研制PBO纤维专用偶联剂对PBO纤维界面黏结性的改善有重要意义。
三、。
2024年PBO纤维市场调研报告
2024年PBO纤维市场调研报告1. 引言PBO（聚苯并咪唑）纤维是一种高性能纤维材料，具有出色的耐热性、耐化学性和力学性能。
由于其卓越的性能，PBO纤维在许多领域得到了广泛应用。
本报告旨在对PBO纤维市场进行全面的调研与分析，以了解其市场规模、发展趋势以及竞争格局。
该调研报告将提供关键数据和见解，帮助相关企业和投资者做出明智的决策。
2. 调研方法本次调研采用了多种方法，包括市场调研、分析报告和行业研究。
我们收集了大量的市场数据和统计数据，并与行业相关人士进行了深入访谈和交流。
通过综合分析这些信息，我们得出了有关PBO纤维市场的综合结论和预测。
3. 市场概述3.1 市场定义PBO纤维是一种特殊的聚合物纤维，具有极高的强度和刚度。
它被广泛用于高温和极端环境下的应用，如航空航天、汽车、电子和防弹领域。
3.2 市场规模根据我们的调研，目前PBO纤维市场规模约为XX亿美元，并有望在未来几年内保持稳定增长。
该市场在全球范围内具有良好的增长潜力。
3.3 市场驱动因素PBO纤维市场的增长受到了以下几个关键因素的推动：•高温和极端环境应用的增加，如航空航天和汽车行业的需求；•对轻量化材料的需求增加，以降低能源消耗和环境污染；•新技术的引入和创新，促进了PBO纤维在新领域的应用；•对产品质量和耐久性要求的提高。
3.4 市场挑战尽管PBO纤维市场前景广阔，但仍面临一些挑战：•高成本和较低的产能限制了PBO纤维的普及；•需要进一步改进生产工艺，降低成本并提高纤维质量；•竞争加剧，需要不断创新和提高产品性能。
4. 市场分析4.1 市场分割根据应用领域的不同，PBO纤维市场可以分为以下几个细分市场：1.航空航天2.汽车4.防弹4.2 市场份额根据我们的调研，航空航天行业是PBO纤维市场的主要应用领域，占据了市场的大部分份额。
汽车行业和电子行业在PBO纤维市场中也占据了相当大的份额。
防弹领域由于其特殊的性能要求，对PBO纤维的需求也在不断增加。
PBO纤维
PBO纤维PBO 是聚苯撑苯并噁唑（Poly-P—Phenylene Benzobithia-zole) 纤维的简称,属于是含有杂环芳香族的聚酰胺族，最初由美国空军材料实验室作为耐高温性能比凯芙拉（Kevlar) 好的材料而进行开发。
最早开发出聚苯唑类纤维为PBZT(聚苯撑苯并口恶唑）纤维，由于PBO 在性能和成本上的优势,从而成为聚苯唑类纤维开发的主流。
关国空军材料实验室对芳香族杂环类聚合物的继续研究，开发f—一系列的杂环聚台物，其化学结构式如下所示；PBO的合成：(1)PBO的合成可用2,6—二氨基间苯二酚盐酸盐与对苯二中酸缩聚、其单体合成方法的反应如下：由三氯化苯为原料,经过三步反应制得，产物过滤，洗涤后减压干燥，可用于缩聚反应。
另一个单体是对苯二甲酸，是聚酯合成用的大宗产品．这两个中体在多聚磷酸（PPA)溶剂中消液缩聚反应，P2O5作为脱水剂。
其反应式如下：（2)PBO的台成也可以2,6一二氨基间苯二酚盐酸盐与对苯二甲酰氯在甲磺酸(MSA)溶剂和P2O5（质量分数为40％－50％）中加热反应制得，反应时间短，收率高。
缩聚反应式如下所示：PBO 纤维的制备PBO 纤维纺制原则上类似于Kevlar 纤维的液晶纺丝法-—干喷湿纺法、水洗、干燥。
所选的纺丝溶剂有多聚磷酸（PPA）、甲磺酸（MSA）、MSA/ 氯磺酸、硫酸、三氯化铝和三氯化钙/ 硝基甲烷等，一般多选用PPA 为纺丝溶剂。
所以PBO 在PPA 中的缩聚溶液即可作为纺丝原液, PBO 在PPA 溶剂中的质量分数通常调整在15 %以上，采用干喷湿纺液晶纺丝装置。
80~180 ℃的纺丝浆液通过喷丝孔进入空气层中形成丝条, 干纺区的空气温度为50~100 ℃，空气层的流速应足以均匀降低液晶细流的温度.喷丝孔径为0。
13 ～0.12mm 或0。
25mm（单孔纺丝）.纺丝过程中, 对丝束稍加拉伸时, 纺丝浆液在挤出应力作用下很容易实现分子链沿应力方向及纤维轴向高度取向, 形成刚性伸长原纤结构.初纺丝（AS 丝—标准型) 就具有3。
pbo纤维的光降解及稳定化研究
S25 PBO纤维的光降解及稳定化研究宋波 傅倩 刘小云 庄启昕 韩哲文 （特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室，华东理工大学，上海 200237） 摘要：作为综合性能最高的有机纤维，PBO纤维由于光稳定性不佳，其应用受到很大限制。
本文研究了聚对亚苯基苯并二噁唑（PBO）纤维的光老化行为，并对PBO纤维的防光老化做了初步的研究。
研究结果表明：PBO纤维的光降解过程分为两个阶段。
第一阶段主要表现为水分子向纤维内部的渗透，引起纤维缺陷大小和数量的增加导致了强度的缓慢下降；第二阶段表现为PBO分子的化学降解，表现为分子的开环和断链，导致纤维皮层和结晶结构遭到严重的破坏，纤维强度快速降低。
另外，本文还对比使用了纳米粒子涂层以及光稳定剂，对提高PBO纤维的光稳定性进行了初步研究，发现使用纳米粒子涂层的效果有限，而紫外光吸收剂UV-326和受阻胺770并用时可显示较好的协同作用，纤维的耐光老化性有一定的提高。
关键词：PBO纤维；光降解；机理；防老化Investigation on photodegradation and stabilization ofPBO fiberSong Bo, Fu Qian, Liu Xiaoyun, Zhuang Qixin, Han Zhewen（The Ministry of Education Key Laboratory of Special functional polymer materialsand related technology, East China University of Science and Technology, Shanghai,200237, China）Abstract:AS a high performance fiber, poly-p-phenylene benzobisoxazole (PBO) fiberhas high strength, high modulus, and remarkable thermal stability. However, the applicationof the PBO fiber is subject to greatly influence of the decrease of mechanical properties dueto the photo aging. In this work, photodegradation of PBO fibers exposed to the condition ofUV-visible light, oxygen and moisture were investigated. In addition, the attempt to improvethe photo aging resistance of PBO fiber was studied. It is found that the photodegradation of PBO fiber included two development stages. In the first stage, the main character was the plasticization of water molecules penetrating into crystallite slippage and swelling of the fibers, which resulted in the increase of the number and size of defects. The second stage mainly behaved as benzoxazole ring opening and chain scission of PBO molecule, which resulted in the seriously damage of skin and crystal structure of PBO fibers, led to the sharp reduction in strength of PBO fibers. In this study, some anti-aging agent was also used to improve the photo stabilization of PBO fibers.Keywords: PBO fiber, photodegradation, mechanism, aging resistance基金项目：国家自然科学基金项目（50703010和50973028）作者简介：宋波，男，在读博士，研究方向：高性能高分子材料；通讯联系人：刘小云， Email:********************.cn作为一种直线型聚芳杂环刚性棒状液晶聚合物分子, 聚对亚苯基苯并二噁唑（PBO）具有优异的热稳定性和化学稳定性[1-3]，其分子结构式见图1。
pbo纤维
pbo纤维1简介PBO纤维[1]PBO是聚对苯撑苯并二噁唑纤维(Poly-p-phenylene benzobisoxazole)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。
2发展历史编辑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。
3纤维性能编辑据东洋纺报道，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：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。
两种高性能纤维研究进展
两种高性能纤维研究进展李艳伟，宁元军，母长明，黄玉东（哈尔滨工业大学化学学院，哈尔滨150001）摘要:简介了聚对苯撑苯并双恶唑（PB O ）纤维和聚二羟基苯撑并吡啶双咪唑（PI PD ）纤维的发展历史、制备方法、性能及应用，着重对PB O 纤维和PI PD 纤维最近几年研究的热点和方向进行了综述。
关键词:聚对苯撑苯并双恶唑纤维；聚二羟基苯撑并吡啶双咪唑纤维；研发；进展中图分类号:TQ342.734；TQ342.733文献标识码:A文章编号:1007-9815（2011）01-0036-08收稿日期:2010-12-17基金项目:国家自然科学基金(51073047)作者简介李艳伟（），女，吉林四平人，博士研究生，研究方向为高性能纤维及复合材料制备，(电话)563(电子信箱)y @y ；通讯作者：黄玉东，教授，(电子信箱)y @。
The Latest Developments on High-performance FibersLI Y an-wei,SONG Y uan-jun,MU Chang-ming,HUANG Y u-dong(The School of Civil and Architectural Engineering,University of Jinan,Jinan250022China)Abstra ct:The history,preparation,properties and applications of PBO fiber and PIPD fiber.Were introduced,and maily focus on the research direction of the PBO fiber and PIPD fiber in recent years.Ke y words:PBO fiber;PIPD fiber;research;developmentVol.36No.1Feb.2011高科技纤维与应用Hi-T ech Fiber &Application第36卷第1期2011年2月随着科学技术的发展与进步，纤维已经不仅仅局限于服装业，高性能纤维开始广泛应用于航空航天、新能源、海洋、生物医学、通讯信息、军工等高科技产业。
pbo纤维
PBO纤维在交通运输领域的应用
• 制造交通工具的结构件，如车身、底盘和发动机舱等 • 制造交通工具的制动系统和悬挂系统的零部件 • 制造交通工具的轮胎和管道等零部件
PBO纤维的市场需求及发展趋势
PBO纤维的市场需求
• 随着航空航天、建筑行业和交通运输等领域的发展，PBO纤维的市场需求逐年增 加 • PBO纤维的高性能特性使其在这些领域的应用具有竞争优势 • 随着PBO纤维制备技术的不断成熟，生产成本逐渐降低，市场需求将进一步扩大
PBO纤维概述及应用领 域
01 PBO纤维的基本概念及性能特点
PBO纤维的定义及发展历程
PBO纤维的定义
• PBO（聚对苯撑苯并双恶唑）纤维是一种高性能有机纤维 • 由对苯撑苯并双恶唑（PBO）聚合物制成 • 具有优异的力学性能、热稳定性和耐化学腐蚀性
PBO纤维的发展历程
• 20世纪80年代初期，美国辉瑞公司开始研究PBO纤维 • 90年代初期，日本东丽公司成功开发出PBO纤维的制备技术 • 近年来，PBO纤维在全球范围内得到了广泛的研究和应用
PBO纤维在全球范围内的生产现状
• PBO纤维的生产主要集中在日本、美国和中国等国家，这些国家的生产企业掌握了 PBO纤维的制备技术，并形成了产业规模 • PBO纤维的生产能力逐年提高，生产成本逐渐降低，为全球范围内的应用提供了充 足的货源
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Docs
02 PBO纤维的制备工艺及技术难点
PBO纤维的熔融纺丝工艺
PBO纤维的熔融纺丝工艺
• 将PBO聚合物在高温下熔融，通过纺丝喷头挤出成纤维 • 纺丝过程中，对熔融聚合物进行拉伸，以提高纤维的力学性能 • 纺丝完成后，对纤维进行热定型处理，以固定纤维的形状和尺寸
【国家自然科学基金】_pbo纤维_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
科研热词 界面剪切强度 表面改性 表面性能 羟基基团 甲基磺酸 接触角 pbo纤维 dhpbo纤维
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
科研热词 推荐指数 防老化 2 老化 2 研究进展 2 聚苯撑苯并二嘑唑 1 聚对苯撑苯并二嘑唑 1 聚对亚苯基苯并二噁唑纤维 1 聚对亚苯基苯并二嘑唑纤维 1 聚合 1 结构与性能 1 纳米tio2 1 纤维 1 多壁碳纳米管 1 力学性能 1 分散 1 共混纤维 1 pbo纤维 1 cu/n-tio2/pbo复合纤维 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
2011年 科研热词 推荐指数 进展 1 表面与界面 1 芳纶纤维 1 聚对苯撑苯并双恶唑纤维 1 聚对亚苯基苯并二噁唑(pbo)纤维 1 聚二羟基苯撑并吡啶双咪唑纤维 1 耐老化 1 老化行为 1 缝合 1 碳纤维 1 硅树脂复合材料 1 研发 1 弯曲性能 1 光降解 1 光稳定性 1 先进复合材料 1 二氮杂萘酮聚芳醚树脂 1 pbo纤维 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6
科研热词 防护效能 织物纤维 橡胶复合板 射流 侵彻 dop实验
推荐指数 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
科研热词 推荐指数 pbo纤维 2 高性能纤维 1 自然老化 1 聚苯撑苯并二嚼唑(pb0) 1 纤维成型 1 等离子体改性 1 相关性 1 界面结合强度 1 改性 1 光降解 1 偶联剂改性 1
高分子材料的实验室加速老化和户外自然老化
汽车非金属材料的实验室加速老化和户外自然老化摘要本文对汽车非金属材料的两种耐候性试验方法－实验室加速老化和户外自然老化的相关情况进行了介绍，分析比较了二者各自的优缺点和相关性，并根据实际工作实践，提出了一些实际工作中应注意的问题，纠正了一些常见的错误观念。
关键词汽车非金属材料实验室加速老化户外自然老化世界汽车工业的快速发展带动大量的现代老化研究。
今天的汽车是几十种不同材料的复杂组合，包括涂层、塑料、纺织品、皮革、颜料等，它们都有特定的耐候性，即在户外的耐老化性。
全球主要的汽车制造商已经在各种气候条件下进行了几十年的户外自然老化和实验室加速老化试验。
老化试验趋于系统化并积累了大量的试验数据。
汽车非金属材料的耐候性试验方法主要有两大类：实验室加速老化和户外自然老化。
户外自然老化是在典型的自然环境条件下进行的，虽然试验耗时比较长，一般要1～2年时间，但因其结果最能够说明材料的耐候性好坏和汽车整体的环境适应性，因此这一试验方法仍是各大汽车公司常用的方法，尤其是进行质量仲裁和开发新产品时。
目前国际上最知名的规模最大的自然曝露试验全球服务网络属于美国A TLAS气候服务集团，表1给出了这一机构的自然曝露试验场及其全球服务网络成员。
每年仅在美国凤凰城就有来自世界各地的20多部整车进行自然曝露（老化）试验。
我国也有一个的由广州电器科学研究院牵头的提供各种典型气候条件下的自然老化服务机构－机械工业环境技术研究中心（METRC），表2列出了METRC所属的自然曝露试验场。
表1 美国ATLAS公司的典型户外自然曝露试验场及其全球服务网络成员长久以来，汽车制造商都面对一个两难的境地，即其产品“由概念到市场”的生产周期是很快的，但材料的选择和户外自然老化试验的时间却是相对漫长的。
特别是一些汽车材料或部件供应商，其关心的也许只是拿到产品的耐候性证明，因此他们更乐意采用实验室加速老化试验，以在短期内了解材料或部件耐候性好坏。
2024年PBO纤维市场前景分析
2024年PBO纤维市场前景分析1. 引言PBO纤维是一种高性能纤维材料，具有出色的机械性能和热稳定性。
在诸多领域中，如航空航天、汽车制造和体育用品等，PBO纤维都有广泛的应用。
本文将针对PBO纤维市场进行前景分析，探讨其未来发展趋势。
2. PBO纤维的特性与优势PBO纤维具有以下主要特性和优势：•高强度和刚度: PBO纤维是目前知名的最强的有机纤维之一，其强度和刚度皆高于其他常用纤维材料，如碳纤维和玻璃纤维。
•优异的热稳定性: PBO纤维具有出色的热稳定性，能够在高温环境下保持良好的性能，抗热性能远超其他纤维材料。
•良好的耐腐蚀性: PBO纤维对腐蚀和氧化具有较强的抵抗能力，使得其可以在恶劣环境下长期使用。
•轻量化和节能: PBO纤维的密度相对较低，因此制成的纤维制品可以实现轻量化，降低了整体重量，减少了能源消耗。
3. PBO纤维市场现状分析目前，PBO纤维市场主要集中在以下领域：3.1. 航空航天领域航空航天领域对材料的要求非常严苛，PBO纤维因其高强度和轻质特性被广泛应用于航空航天器件制造。
例如，PBO纤维可以用于制作航天器外部保护材料、发动机部件和减震装置等，其稳定的性能确保了航空器在极端环境下的可靠性。
3.2. 汽车制造领域汽车制造领域对于材料的强度和稳定性要求较高，PBO纤维在该领域的应用也有较大潜力。
PBO纤维可以用于制造汽车零部件，如制动系统、传动系统和底盘结构件等，不仅能够提升汽车整体性能，还可以减轻汽车重量，提高燃油效率。
3.3. 体育用品领域体育用品制造商对于材料的轻量化和耐磨性要求较高，PBO纤维正逐渐成为制造高端运动器材的首选材料。
例如，PBO纤维可以用于制作高性能运动鞋、网球拍和滑雪板等，通过提供出色的强度和刚度，提高运动器材的性能表现。
4. PBO纤维市场前景展望基于目前PBO纤维市场的现状和应用领域的需求，我们可以预见PBO纤维在未来的市场前景将继续保持良好势头。
PBO纤维的结构和性能
纺074 0715012122PBO纤维的结构与性能刘荣荣（南通大学纺织服装学院江苏南通226019）摘要：PBO是一种新型的高性能合成纤维。
本文介绍了PBO纤维的合成方法，通过对其结构的分析，阐述了PBO纤维的物理化学性能特点，并列举了其在各个领域的应用。
关键词：PBO纤维；合成；结构；性能0 引言聚对苯撑苯并二恶唑PBO[Poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole)]是一种直线型聚芳杂环液晶聚合物分子。
它最初是由美国空军材料实验室于20世纪70年代将其作为一种耐高温性能的材料进行开发的，但是一直受到合成工艺的限制，不能合成大分子量的PBO聚合物，Wolfe等。
在20世纪80年代初合成出具有芳杂环结构的液晶聚合物聚苯撑苯并二恶唑纤维，结构式如图1所示。
而美国DOW 化学公司与日本Toyobo公司联合将该聚合物开发成超高性能PBO纤维。
PBO 纤维具有比芳纶更高的比强度、比模量和耐高温等一系列优异性能，因而自一问世即被视为航空航天先进结构复合材料的新一代超级纤维[1]。
1PBO纤维的合成作为高性能有机纤维原料的聚合物必须满足以下4个条件：分子主链上的化学键必须足够刚硬程度；分子链要足够的大以保证形成长分子链；分子构象应是线型的或接近线型的；分子链交叉部分应很小。
1980年代中期，在Dow化学公司任职的Lysenko用主要单体4，6-二氨基-1，3间苯二酚（DADHB）合成出了PBO，这种方法充分利用了苯环上取代基的定位效应，有效的在硝化前后对2-位进行保护和去保护，提高了DADHB的纯度和收率，减少了副产物的生成，它是利用1，2，3-三氯代苯经硝化、取代、氢化三步法制得[2]，制备流程见图2。
1993年，Morgan和他的同事在水溶液中用间苯二酚和苯基重氮纳盐反应，再经氢化处理,生成DADHB，这也是现在生产这种单体的主要方法，见图3。
PBO是在含有适当P2O5 的多磷酸（PA）溶液中通过DADHB 和微粒化的对苯二甲酸（TA）或对苯二甲酰氯反应制得。
PBO纤维自然老化与加速老化的相关性研究
PBO纤维自然老化与加速老化的相关性研究应灵慧;汪益龙;刘小云;庄启昕;韩哲文【摘要】The change law of tensile strength and intrinsic viscosity of PBO fiber during natural exposure was studied. The results show that the strength of PBO fiber declines fast in the beginning of exposure, and then the trend of decline becomes slow. The correlation between natural exposure and accelerated aging for PBO fiber was also investigated in terms of aging time and irradiation accumulation using strength of fiber as reference standard. It is found that the accelerating factor based on aging time changed greatly at different stages of aging, while the accelerating factor based on irradiance accumulation almost unchanged till the strength of PBO fiber decline to the 64% of its originally strength. So,this method can be used to predict the failure behavior of PBO fiber in the natural environment.%研究了PBO纤维在户外自然暴晒实验中纤维强度和分子量的变化规律,发现PBO纤维在暴晒初期纤维强度下降较快,但随着老化时间的延长,纤维强度下降趋势逐渐变缓.此外,文章还对比研究了人工加速老化过程中纤维强度的下降规律,并以强度保持率为参照标准,分别从老化时间和总辐照能量两方面比较了2种老化实验的相关性和加速因子.研究发现,基于老化时间作为参照时,在老化的不同阶段,加速因子的变化较大；而基于总辐照能量作为参照时,在纤维强度降低到原始强度的64％之前,可较好地利用人工加速老化实验结果来预测其在户外环境下的老化失效行为.【期刊名称】《固体火箭技术》【年(卷),期】2013(036)001【总页数】6页(P107-112)【关键词】PBO纤维;光降解;自然老化;相关性【作者】应灵慧;汪益龙;刘小云;庄启昕;韩哲文【作者单位】华东理工大学特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室,上海 200237【正文语种】中文【中图分类】V258+.30 引言聚对亚苯基苯并二噁唑(PBO)是一种直线型聚芳杂环刚性棒状液晶聚合物分子，可通过液晶纺丝技术制得高度取向的高性能纤维，在纤维中PBO分子沿轴向高度取向，具有出色的机械性能、热性能和耐化学性能，其纤维的拉伸强度及拉伸模量约为对位芳纶纤维的2倍，广泛用于航空、航天以及防弹、防爆等领域的先进结构复合材料中［1－6］。
PBO纤维老化性能影响因素的研究进展
PBO纤维老化性能影响因素的研究进展刘姝瑞;谭艳君;霍倩;李文燕;张明宇【摘要】The aging factors of PBO fiber were reviewed, mainly the study of light aging and moisture and heat aging. The possible aging mechanism of PBO fiber was proposed by three aspects of the fiber molec⁃ular structure, surface morphology and the synthesis of PBO. At the same time, the methods of improving the aging property and its application were summarized.%综述了PBO纤维的老化因素研究，主要是光老化和湿热老化研究。
并通过纤维分子结构、表面形态和PBO合成方法方面推测了PBO纤维可能的老化机理，同时综述了老化性能改善方法及其应用。
【期刊名称】《印染助剂》【年(卷),期】2017(034)002【总页数】6页(P1-6)【关键词】聚对苯撑苯并二;唑纤维;光老化;湿热老化;老化机理【作者】刘姝瑞;谭艳君;霍倩;李文燕;张明宇【作者单位】西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048;西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048;西安工程大学产业用纺织品协同创新中心，陕西西安 710048;西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048;伟格仕纺织助剂江门有限公司，广东江门 529000【正文语种】中文【中图分类】TQ317.6聚对苯撑苯并二唑（poly-p-phenylene benzobi⁃soxazole）纤维简称PBO纤维，商品名为ZYLON（日本东洋纺株式会社产品）［1］，是目前所研发的有机纤维中性能最好的纤维之一，具有“超高强度”、“超高模量”、“超高耐热性”和“超阻燃性”4项“超”性能［2］，被誉为“纤维之王”，将替代传统高强高模纤维产品［3］，成为国防、航空、航天领域理想的纤维材料。
紫外UVB辐照PBO纤维老化机理及性能研究
紫外UVB辐照PBO纤维老化机理及性能研究刘姝瑞;谭艳君;霍倩;孙磊磊;李文燕;张明宇【摘要】通过UVB段紫外光辐照,PBO纤维在紫外老化过程中断裂强力的变化、表面形态的变化、纤维摩擦系数和接触角探讨纤维表层物理性能以及纤维在辐照过程中纤维分子结构的变化,研究PBO纤维的紫外老化机理.纤维经紫外光照射后力学性能大幅下降,20 μW/cm2照射200 h,纤维强力下降了40％,40 μW/cm2照射168h,强力下降46％,纤维失去服用性能.PBO纤维的紫外老化首先从纤维的表层开始,表层分子结构遭到破坏,摩擦系数增加,纤维变粗糙,之后纤维唑环开环,分子链断裂,表层剥落,最终剩下光滑致密疏水性强的PBO纤维芯层.【期刊名称】《染整技术》【年(卷),期】2017(039)001【总页数】6页(P14-19)【关键词】聚对苯撑苯并二(口恶)唑纤维;紫外老化;UVB辐照;(口恶)唑环;表层剥落【作者】刘姝瑞;谭艳君;霍倩;孙磊磊;李文燕;张明宇【作者单位】西安工程大学纺织与材料学院,陕西西安710048;西安工程大学纺织与材料学院,陕西西安710048;西安工程大学协同创新中心,陕西西安710048;西安工程大学纺织与材料学院,陕西西安710048;西安工程大学纺织与材料学院,陕西西安710048;伟格仕纺织助剂(江门)有限公司,广东江门529000【正文语种】中文【中图分类】TS101.92+1聚对苯基苯并二噁唑(poly-p-phenylene benzobisoxazole )纤维，简称PBO纤维，属于芳杂环类聚合物，一般认为其结构为顺反两式。
PBO的合成常采用2，6-二氨基间苯二酚盐酸盐与对苯二甲酸在多聚磷酸（PPA）溶剂中缩聚反应[1]，P2O5作为脱水剂，其反应式为：PBO分子完全共面并形成高度共轭结构，分子键能高，稳定性好[2]。
PBO(顺、反2种构象)苯环和噁唑环2者几乎与链轴共面，是左右对称的刚棒状分子结构[3]，这种结构是能量最低的一种形式。
PBO纤维光稳定性研究_金俊弘
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第
卷
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纤维老化前后 的表面形貌
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第
期
金俊弘等
纤维光稳定性研 究
老化 过程 。
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试样 的 老化条 件 为太 阳光 光照 老化
结果与讨论
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人工加速老化和自然老化测试结果间的相关性
人工加速老化和自然老化测试结果间的相关性：长期以来，人工加速老化和自然老化测试结果间的相关性问题一直是业内关注的热点。
一般来说，工业上要求快速地得出老化测试结果，同时要求实验室人工加速老化和自然老化测试结果间有较好的相关性，然而实际上这两个要求是相互矛盾的。
人工加速老化方法使用比实际环境更高的测试温度、更短波长光源、更大的辐照强度，在加速材料老化进程的同时，降低了与自然条件材料老化结果的相关性。
QUV加速老化设备配备的UVA-340灯管提供了一个新的解决方案[1]。
UVA-340紫外灯光源能很好地模拟太阳光谱中短波紫外光(＜365nm部分)，见图1所示。
由于UVA-340紫外灯光源所模拟的太阳短波紫外光通常是引起聚合物破坏的主要原因，理论上这种方法的测试结果和户外自然老化的相关性较好。
为了验证这一点，我们针对户外自然曝晒和使用 UVA-340紫外光源人工加速老化的相关性进行了一系列的实验。
1、实验本实验选用了环氧涂料、聚氨酯涂料以及聚酯涂料，分别进行户外自然曝晒和紫外人工加速老化实验，记录实验中样品光泽和颜色的变化。
1.1户外自然曝晒实验由于全球各地户外自然曝晒的情况很不相同，为了准确地评价实验，这里选择了三种不同的典型气候类型：亚热带气候(佛罗里达的迈阿密)、沙漠气候(亚利桑那的凤凰城)和美国北方工业型气候(俄亥俄州的克里夫兰)。
户外自然曝晒严格按照ASTMG7《非金属材料的户外自然曝晒试验标准》执行。
被测试样的背板为厚1.6mm的夹板，试样架45°，朝南。
1.2人工加速老化实验人工加速老化测试按照ASTMG154《非金属材料的紫外老化测试方法》执行。
实验设备为紫外加速老化试验机。
该试验箱具有闭环反馈回路系统控制[2]，可设定并控制UV光辐照强度。
试验使用UVA-340紫外灯管，光强峰值为343nm，截止点为295nm。
为了排除不同温度对实验结果的影响，测试温度统一设定在50℃。
实验分别在三种不同的循环条件下测试：条件1：4h紫外光照射，4h冷凝；UVA-340灯管的辐照点控制在0.83W/(m2·nm)@340nm；整个测试循环温度控制在50℃。
纤维老化原理
纤维老化原理随着时间的推移，纤维材料会逐渐老化。
纤维老化是指纤维材料在长期使用或暴露在外界环境下，由于受到外界因素的影响，使其性能、结构和功能发生变化的过程。
纤维老化会导致材料的强度、韧性、耐热性、耐候性等性能下降，从而影响其使用寿命和性能。
纤维老化的原理可以从以下几个方面来说明：1. 氧化作用：氧化是纤维老化的主要原因之一。
纤维材料暴露在空气中时，其中的氧气会与纤维材料发生反应，导致纤维内部结构的变化。
特别是在高温条件下，纤维材料会更容易发生氧化反应，加速老化过程。
2. 光照作用：光照是纤维老化的另一个重要因素。
特别是在紫外线的作用下，纤维材料会发生光化学反应，导致材料分子链的断裂和结构的改变。
光照作用对纤维材料的老化速度有很大的影响，长时间的光照会使纤维材料迅速老化。
3. 温度作用：温度也是影响纤维老化的重要因素之一。
高温会使纤维材料分子内部的结构发生变化，从而降低其性能。
冷热交替的作用下，纤维材料会因热胀冷缩而导致内部应力的产生，进而加速纤维的老化。
4. 湿度作用：湿度是纤维老化的另一个重要因素。
纤维材料在潮湿环境中容易吸湿，吸湿后会导致纤维材料分子链的断裂和结构的变化。
特别是在高温高湿的环境中，纤维材料的老化速度更快。
纤维老化的影响是多方面的，主要包括以下几个方面：1. 强度下降：纤维材料老化后，其分子链会断裂，结构发生变化，导致纤维材料的强度下降。
这会导致纤维材料在受力时容易发生断裂，降低纤维材料的使用寿命。
2. 韧性减弱：纤维材料老化后，其分子链的断裂和结构的改变会导致纤维材料的韧性减弱。
这使得纤维材料在受力时更容易发生断裂，降低了纤维材料的耐久性。
3. 耐热性变差：纤维材料老化后，其分子链的断裂和结构的改变会导致纤维材料的耐热性变差。
在高温环境下，纤维材料容易发生变形、熔化或燃烧，从而降低了其使用范围和性能。
4. 耐候性降低：纤维材料老化后，其分子链的断裂和结构的改变会导致纤维材料的耐候性降低。
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Ｐ Ｂ Ｏ 纤 维 自然 老 化 与加 速 老 化 的相 关 性 研 究①
应灵慧 ， 汪益龙 ， 刘小云 ， 庄启 昕 ， 韩哲文
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（ 华东理工大学 特种功能高分子材料及相关技 术教育部重点实验室 ， 上海 ２ ０ ０ ２ ３ ７ ）
摘要 ： 研 究了 Ｐ Ｂ Ｏ纤维在户外 自然暴 晒实验 中纤维强度和分子量的 变化规 律 ， 发现 Ｐ Ｂ Ｏ 纤维在暴 晒初期 纤维强度 下
降较快 ， 但随 着老化 时间的延长， 纤维 强度 下降趋 势逐 渐变缓 。此外 ， 文章还 对比研 究了人 工加速 老化过程 中纤维强度 的 下 降规律 ， 并 以强度保持 率为参 照标 准 ， 分别从老化 时间和总辐照 能量两方 面比较 了 ２种老 化 实验 的相 关性和加速 因子。 研 究发现 ， 基 于老化 时间作为参照 时， 在老化 的不 同阶段 ， 加速 因子 的变化较大 ； 而基 于总辐 照能量作为参照 时， 在 纤维强 度 降低到原始 强度 的 ６ ４ ％之 前 ， 可较好地利 用人 工加速 老化 实验结果来预测其在 户外环境 下的老化 失效行 为。
（ Ｔ ｈ ｅ Ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅ ｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｙ ｒ ｏ ｆ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｌ ａ Ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｍ ｅ ｒ Ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ Ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ， ｇ Ｅ ａ ｓ ｔ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ， ｇ Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ｍ ２ ０ ０ ２ ３ ７， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
关键词 ： Ｐ Ｂ Ｏ纤维； 光降解 ； 自然老化 ； 相 关性 中图分类号 ： Ｖ ２ ５ ８ ． ３ 文献标识 码 ： Ａ
Ｄ ｏＩ ： １ ０ ． ７ ６ ７ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ － ２ ７ ９ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ ２ １
． 文章编 号 ： １ ０ ０ ６ － ２ ７ ９ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ １ ０ ７ － ０ ６