1. Storja tal-iżvilupp
PBO ġiet ivvintata minn riċerkaturi tal-iżvilupp tal-ajrudinamika tal-Forza tal-Ajru. L-ewwel, l-Istitut tar-Riċerka ta 'l-Università ta' Stanford (SRI) ta 'l-Istati Uniti għandu l-privattiva bażika tal-polybenzoazole. Aktar tard, Dow Chemical Company tal-Istati Uniti kienet awtorizzata tiżviluppa PBO fuq bażi industrijali, filwaqt li ttejjeb il-metodu ta 'sinteżi monomerika oriġinali. Il-proċess il-ġdid ma jipproduċi kważi l-ebda prodotti sekondarji ta 'isomeri, li jtejjeb ir-rendiment tal-monomeru sintetiku u joħloq bażi għall-industrijalizzazzjoni. Fl-1990, Toyo Textile Company tal-Ġappun xtrat it-teknoloġija tal-privattivi PBO mingħand Dow Chemical Company tal-Istati Uniti. Fl-1991, il-fibra PBO ġiet żviluppata minn Do-i-Badish Chemical Fiber Company fuq it-tagħmir ta 'Toyo Textile Company fil-Ġappun, li żiedet ħafna s-saħħa u l-modulu tal-fibra PBO, u laħqet id-doppju ta' dik tal-fibra PPTA. Fl-1994, il-Ġappun' s Toyo spinning company biex tikseb kumpanija ħażina tal-fibra kimika Xu' permess, ammont enormi ta '3 biljun yen bniet 400 tunnellata / sena PBO monomeru u 180 tunnellata / sena linja tal-produzzjoni tal-għażil, u fir-rebbiegħa tal-1995 bdiet tpoġġi f'parti mill-produzzjoni mekkanizzata, il-kapaċità tal-produzzjoni tal-1998 laħqet 200 tunnellata fis-sena, l-isem tal-prodott Zylon. Skond il-pjan ta 'żvilupp ta' Toyo Tex' s għal Zylon, il-kapaċità tal-produzzjoni se tilħaq 380 tunnellata / sena fl-2000, 500 tunnellata / sena fl-2003, u 1,000 tunnellata / sena fl-2008. Toyo Tex għadha l-unika kumpanija fid-dinja li tista 'tipproduċi fibra PBO kummerċjalment.
2. Prospett ta 'żvilupp tal-fibra PBO
Fis-snin riċenti, materjali msaħħa tal-fibra komposti ta 'prestazzjoni għolja jintużaw ħafna f'bini għoli, Pontijiet kbar, inġinerija tal-oċeani u oqsma oħra ta' kostruzzjoni fl-Ewropa, l-Amerika, il-Ġappun u pajjiżi u reġjuni żviluppati oħra. Id-drapp tal-fibra mimli bir-reżina epossidika huwa mwaħħal fuq il-wiċċ tal-konkrit, li jista 'jtejjeb ħafna l-kapaċità tal-ġarr u r-reżistenza għat-terremoti tal-istruttura oriġinali. Barra minn hekk, f'termini ta 'kostruzzjoni ta' pont, kejbil tal-wajer tal-azzar ma jistax jintuża għal Pontijiet twal minħabba l-piż tiegħu nnifsu, u l-kejbil b'piż ħafif u qawwa għolja huwa l-aħjar għażla. Meta mqabbel mal-kejbil b'qawwa għolja u stabbiltà dimensjonali tajba, il-kejbil magħmul mill-fibra PBO huwa l-aħjar għażla.
Il-fibra PBO qiegħda gradwalment tissostitwixxi l-materjal tradizzjonali ta ’l-asbestos fil-qasam ta’ materjali reżistenti għas-sħana, u qed tesplora wkoll l-użu ta ’fibra PBO fil-qasam ta’ applikazzjoni taħt 350 ℃ biex tissostitwixxi l-fibra ritardant tal-fjammi bħal poliamide aromatiku. Meta applikata 'l fuq minn 350 ℃, fibra inorganika bħal fibra tal-istainless steel jew fibra taċ-ċeramika tista' tiġi sostitwita. Il-fibra inorganika hija iebsa, u l-prodott huwa suxxettibbli għal ċikatriċi, li jaffettwa l-prestazzjoni tiegħu. Madankollu, il-fibra PBO hija kompletament possibbli biex tingħeleb in-nuqqas ta 'fibra inorganika. Fil-passat, ir-reżistenza termali tal-fibri organiċi ma kinitx biżżejjed (l-aktar taħt l-400 ℃), li rrestrinġiet l-applikazzjoni u l-iżvilupp tal-fibri organiċi. Madankollu, it-temperatura tad-dekompożizzjoni tal-fibri PBO laħqet is-650 ℃, li kienet l-ogħla fost il-fibri organiċi kollha. Għalhekk, huwa kompletament possibbli li tissostitwixxi fibra PB0 b'fibra PB0 għall-applikazzjoni ta 'fibra organika' l fuq minn 350 ℃, u l-applikazzjoni tal-fibra PB0 bħala materjal reżistenti għas-sħana tista 'tiġi estiża u żviluppata.
Studji barranin juru li hemm ħafna applikazzjonijiet għall-fibra PBO f'oqsma oħra, bħal materjali ta 'insulazzjoni elettrika, esplorazzjoni bis-satellita, materjali ħfief, industrija tal-karozzi u żvilupp ta' oilfield tal-baħar fond. Il-fibra PBO bħala korp ta ’ferrovija b’veloċità għolja tista’ mhux biss tnaqqas il-piż tal-body tal-karozza, iżda wkoll iżżid is-saħħa tal-body tal-karozza. Kull tip ta 'lbies protettiv reżistenti għall-korrużjoni jista' jsir billi tintuża fibra PBO biex tirreżisti l-korrużjoni kimika. Sabiex tnaqqas il-piż limitat fl-ispazju, il-fibra PBO hija adattata biex tagħmel buttuni u ċinturini użati fl-ispazju. Jista 'jintuża wkoll bħala materjal tal-bużżieqa reżistenti għas-sħana f'ambjenti spazjali li jvarjaw minn -10 ° C sa temperatura tal-wiċċ ta' 460 ° C. Fl-aspett tal-qlugħ sportiv tal-qdif kompetittiv, huwa magħmul prinċipalment minn folja ta 'materjal magħmul minn qawwa u fibra ta 'modulu għoli. Sabiex il-kanvas ikollu l-grad minimu ta 'deformazzjoni meta jkun minfuħ mir-riħ, huwa meħtieġ li tfittex il-fibra PBO bl-ogħla modulu biex tagħmel il-qlugħ tal-qdif. Minħabba l-proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti tagħha, il-fibra PBO hija wkoll l-aħjar materjal biex tagħmel klabbs tal-golf, rakketti tat-tennis, arbli tal-iskijjar, skis, surfboards, qwas tal-qwas tal-qwas, u karozzi tat-tlielaq tar-roti.
Ir-riċerka u l-iżvilupp u l-industrijalizzazzjoni tat-teknoloġiji ewlenin tal-fibra PBO se jippermettu li l-fibra PBO taċ-Ċina&# 39 teħles mid-dilemma li tkun soġġetta għall-monopolju u l-kontroll ta ’teknoloġiji barranin għal żmien twil, u tibda triq ta 'innovazzjoni indipendenti, prospett qawwi u applikazzjoni wiesgħa tal-lokalizzazzjoni tal-fibra PBO u żvilupp fuq skala kbira. Huwa ta 'għajnuna għall-iżvilupp, l-applikazzjoni u l-iżvilupp sostenibbli ta' materjali PBO ta 'prestazzjoni għolja fl-industrija aerospazjali taċ-Ċina' difiża nazzjonali u l-industrija ċivili.
3, prestazzjoni tal-fibra
Skond Toyo Tex, is-saħħa tal-fibra PBO high-end tagħha hija 5.8GPa (ir-rapport Ġermaniż huwa 5.2GPa) u l-modulu huwa 180GPa, li huwa l-ogħla fost il-fibri kimiċi eżistenti. Temperatura ta 'reżistenza tas-sħana sa 600 ℃, limitu ta' indiċi ta 'ossiġenu 68, fil-fjamma ma tinħaraqx, ma tiċkienx, ir-reżistenza tas-sħana u l-fjammabbiltà huma ogħla minn kwalunkwe fibra organika oħra. Prinċipalment użat f'tessuti industrijali reżistenti għas-sħana u materjali rinfurzati bil-fibra.
Tqabbil tal-prestazzjoni bejn PBO u fibri oħra ta 'prestazzjoni għolja:
Jista 'jidher mit-tabella li s-saħħa, il-modulu, ir-reżistenza tas-sħana u r-reżistenza għall-fjammi tal-fibra PBO, speċjalment is-saħħa tal-fibra PBO mhux biss taqbeż dik tal-fibra tal-azzar, iżda wkoll taqbeż dik tal-fibra tal-karbonju. Barra minn hekk, il-fibra PBO għandha reżistenza għall-impatt eċċellenti, reżistenza għall-frizzjoni u stabbiltà dimensjonali, u hija ħafifa u ratba, li tagħmilha materjal tessili ideali.
Bħala fibra ta 'prestazzjoni superjuri fis-seklu 21, PBO għandu proprjetajiet fiżiċi u mekkaniċi eċċellenti u proprjetajiet kimiċi. Is-saħħa u l-modulu tiegħu huma d-doppju ta 'dik tal-fibra KEVLAR (Kevlar), u għandha wkoll il-proprjetajiet ta' reżistenza għas-sħana u ritardanza tal-fjammi tal-fibra aramid interdimensjonali, u l-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tagħha huma kompletament aħjar minn dik ta 'KEVLAR, li hija fit-tmexxija pożizzjoni fil-qasam tal-fibra ta 'prestazzjoni għolja s'issa. Filament PBO b'dijametru ta '1mm jista' jerfa 'sa 450kg u huwa aktar minn 10 darbiet aktar b'saħħtu mill-fibra tal-azzar.
4. Modifika tal-wiċċ tal-fibra PBO
It-TIFSS bejn il-fibra PBO u l-matriċi tar-reżina jiżdiedu, iżda aġent ta 'akkoppjar wisq iwassal għal saff ta' crosslinking oħxon wisq ta 'aġent ta' akkoppjar, li minflok inaqqas it-TIFSS. Madankollu, l-effett tal-inċiżjoni tal-plażma fuq il-wiċċ tal-fibra huwa applikat l-ewwelnett għall-aġent ta 'l-igganċjar, li jagħmel l-aġent ta' l-igganċjar jifforma saff imlaqqam ta 'cross-linking. Dan is-saff ta 'aġent ta' akkoppjar jista 'jipproteġi l-fibra sa ċertu punt, għalhekk l-σ tal-fibra PBO ma tonqosx ħafna.
Skond l-analiżi, il-kondizzjonijiet teknoloġiċi tal-kombinazzjoni ta 'l-aġent ta' l-igganċjar u l-modifika tal-plażma huma kif ġej: il-kontenut ta 'l-aġent ta' l-igganċjar A-187 huwa 2%, il-ħin tat-trattament tal-plażma argon b'temperatura baxxa huwa 2 min, il-pressjoni hija 5opA , il-qawwa hija 30W. Fost l-aġenti tal-igganċjar magħżula, A-187 kellu l-aħjar effett fuq it-titjib tal-IFSS bejn l-iżvilupp tal-fibra PBO u r-reżina epoxy, u l-kontenut ottimali tal-aġent tal-igganċjar kien ta '2%.
(1) Meta l-kontenut ta 'A-187 kien 2% u l-kundizzjonijiet tat-trattament tal-plażma b'temperatura baxxa kienu 2min, 30W, u 50Pa, ΓIFSS tal-fibra PBO modifikata kienet għolja daqs Lo. 44MPa, li kien 52% ogħla minn dak tal-PAIFSS modifikat b’A-187 biss, u 78% ogħla minn dak tal-PAIFSS oriġinali b’A-187. It-tixrib tal-fibri PBO tjieb ukoll ħafna.
(2) It-tnaqqis ta 'ΓIFSS tal-fibra PBO modifikata minn aġent ta' akkoppjar tal-plażma argon mhuwiex ovvju mal-mogħdija taż-żmien. Iż-żieda fl-Angolu tal-kuntatt mhix ovvja, u l-bidla tagħha għandha t-tendenza li tkun stabbli, b'tendenza żgħira 'l isfel. L-effett ta 'attenwazzjoni tal-fibra PBO modifikata minn aġent ta' akkoppjar tal-plażma b'temperatura baxxa ta 'argon mhuwiex ovvju.
5, preparazzjoni
PBO huwa ppreparat permezz ta ’kondensazzjoni ta’ soluzzjoni ta ’4, 6-diaminophenol hydrochloride (diaminophenol hydrochloride) u aċidu tereftaliku b’aċidu polifosforiku (PPA) bħala solvent, u jista’ jiġi kkondensat ukoll permezz ta ’deidrazzjoni ta’ P2O5. Il-PPA huwa kemm solvent kif ukoll katalist tal-polikondensazzjoni.
Is-sinteżi tal-monomeru diamino-resorcinol ġiet żviluppata b'suċċess minn Dow Chemical Company fl-Istati Uniti bit-trichlorobenzene bħala l-materjal tal-bidu biex jiġu sintetizzati. B'dan il-mod, l-isomer mhux se jkun iġġenerat fil-proċess ta 'sinteżi, u r-rendiment huwa għoli ħafna, li għandu rwol kbir fil-produzzjoni industrijali tal-PBO.
Is-soluzzjoni tal-għażil tal-polimeru hija mibruma, maħsula u mnixxfa b'metodu ta 'għażil niexef-imxarrab. Is-soluzzjoni tal-għażil hija kristall likwidu, u l-istruttura tal-katina tawwalija tista 'tiġi ffurmata meta jintuża l-metodu tal-għażil tal-kristalli likwidi. L-għażil inizjali (filament AS - tip standard) għandu s-saħħa ta '3.53N / Tex u l-modulu elastiku ta' 10.84N / Tex. Sabiex ittejjeb il-modulus, it-trattament bis-sħana jista 'jsir f'temperatura ta' madwar 600 ℃ sa tikseb wajer ta 'modulu għoli (HM - tip ta' modulu għoli) b'modulu ta '176.4N / Tex u saħħa kostanti.
6, applikazzjoni
Il-karatteristiċi ewlenin tal-fibra PBO huma reżistenza tajba għas-sħana, saħħa għolja u modulu, u għalhekk tintuża ħafna.
(1) l-applikazzjoni tal-filament, tista 'tintuża għal tajers, tejp tal-gomma (ċinturin tat-trasport), pajp tal-gomma u prodotti oħra tal-gomma ta' materjali li jsaħħu; Kull tip ta 'materjal li jsaħħaħ il-plastik u l-konkrit; Missili ballistiċi u komponenti rinfurzati ta 'materjali komposti; Il-partijiet tensili tal-kejbils tal-fibra ottika u l-film protettiv tal-kejbils ottiċi; Fibra ta 'rinfurzar għal diversi wajers rotob bħal wajer sħun elettriku u kejbil tal-headphone; Materjali ta 'tensjoni għolja bħal ħbula u kejbils; Materjali tal-filtri reżistenti għas-sħana għal filtrazzjoni b'temperatura għolja; Tagħmir kontra l-missili u kontra l-balal, flokkijiet kontra l-balal, elmi kontra l-balal u ħwejjeġ ta 'navigazzjoni ta' prestazzjoni għolja; Tagħmir sportiv bħal tennis, speed boat u racing boat; Pjanċa tal-vibrazzjoni tal-lawdspiker avvanzata, materjali ta 'komunikazzjoni ġodda; Materjali aerospazjali, eċċ.
(2) l-applikazzjoni ta 'fibra mqatta' u polpa, tista 'tintuża għal materjali ta' frizzjoni u ssiġillar tal-fibra li ssaħħaħ is-siegla; Tisħiħ ta 'diversi reżini u plastik, eċċ.
(3) l-applikazzjoni tal-ħajt, tista 'tintuża għall-ilbies għall-protezzjoni min-nar; Overalls tal-fran, overolls għall-iwweldjar u overolls oħra reżistenti għas-sħana użati fl-ipproċessar ta 'siti tal-metall imdewweb; Ħwejjeġ protettivi, ingwanti tas-sigurtà u żraben tas-sigurtà kontra l-qatgħat; Ilbiesi tat-tlielaq, ilbiesi għall-irkib; Kull tip ta 'ħwejjeġ sportivi u tagħmir sportiv attiv; Suit Pilota Carrace; Tagħmir kontra t-tqattigħ, eċċ.
(4) l-applikazzjoni ta 'fibra qasira, prinċipalment użata għall-estrużjoni tal-aluminju li tipproċessa tapit tal-kuxxin reżistenti għas-sħana; Materjali tal-filtri reżistenti għas-sħana għal filtrazzjoni b'temperatura għolja; Ċinturini protettivi termali, eċċ.
sors: Shen Dun Sha Xian
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4MTY5NzMxMw==& mid = 2649436326& idx = 3& sn = 51c2495ca966be6a911db6f3edeb2153& chksm = 878e9fe8b0f916feaa49bf589b790d7563dcb53f6c9441e2bec0c8daa215113fc391834188bc& mpshare = 1& xena = 1& srcid = 0617ncecNy7HTJXOxnslqDfW& sharer_sharetime = 1623915726672& sharer_shareid = ff5f2139d31a4580928c819c5eb948df& ExportKey = AWGBw6I2MALXoOK5g4I4FSI % 3D& pass_ticket = pWHQcOxNUVRqpPP % 2BHILkKfVZpve1kJr9O7Wvqi2kgPvehIORUzXUKbfnxAGgSJ2U& wx_header = 0 # rd