1. Hanes datblygu
Dyfeisiwyd PBO gan ymchwilwyr datblygu aerodynameg yr Awyrlu. Yn gyntaf, mae Sefydliad Ymchwil Prifysgol Stanford (SRI) yr Unol Daleithiau yn berchen ar batent sylfaenol polybenzoazole. Yn ddiweddarach, awdurdodwyd Dow Chemical Company o'r Unol Daleithiau i ddatblygu PBO ar sail ddiwydiannol, wrth wella'r dull synthesis monomer gwreiddiol. Mae'r broses newydd yn cynhyrchu bron dim sgil-gynhyrchion isomer, sy'n gwella cynnyrch monomer synthetig ac yn gosod sylfaen ar gyfer diwydiannu. Yn 1990, prynodd Toyo Textile Company o Japan dechnoleg patent PBO gan Dow Chemical Company yn yr Unol Daleithiau. Yn 1991, datblygwyd y ffibr PBO gan Gwmni Ffibr Cemegol Do-i-Badish ar offer Cwmni Tecstilau Toyo yn Japan, a gynyddodd gryfder a modwlws ffibr PBO yn fawr, gan gyrraedd dwywaith ffibr PPTA. Ym 1994, Japan' s Cwmni nyddu Toyo i gael trwydded cwmni ffibr cemegol Xu gwael' s, adeiladodd swm enfawr o 3 biliwn yen monomer PBO 400 tunnell y flwyddyn a 180 tunnell y flwyddyn. nyddu llinell gynhyrchu, ac yng ngwanwyn 1995 dechreuodd roi rhan o'r cynhyrchiad mecanyddol, cyrhaeddodd gallu cynhyrchu 1998 200 tunnell y flwyddyn, enw'r cynnyrch Zylon. Yn ôl cynllun datblygu Toyo Tex' s ar gyfer Zylon, bydd y gallu cynhyrchu yn cyrraedd 380 tunnell y flwyddyn yn 2000, 500 tunnell y flwyddyn yn 2003, a 1,000 tunnell y flwyddyn yn 2008. Toyo Tex yw'r unig gwmni o hyd. yn y byd sy'n gallu cynhyrchu ffibr PBO yn fasnachol.
2. Gobaith datblygu ffibr PBO
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, defnyddir deunyddiau atgyfnerthu cyfansawdd ffibr perfformiad uchel yn helaeth mewn adeiladau uchel, Pontydd mawr, peirianneg cefnfor a meysydd adeiladu eraill yn Ewrop, America, Japan a gwledydd a rhanbarthau datblygedig eraill. Mae'r brethyn ffibr sydd wedi'i thrwytho â resin epocsi yn cael ei gludo ar yr wyneb concrit, a all wella gallu dwyn a gwrthiant daeargryn yr strwythur gwreiddiol yn fawr. Yn ogystal, o ran adeiladu pontydd, ni ellir defnyddio cebl gwifren ddur ar gyfer Pontydd hir oherwydd ei hunan-bwysau, a'r cebl â phwysau ysgafn a chryfder uchel yw'r dewis gorau. O'i gymharu â'r cebl â chryfder uchel a sefydlogrwydd dimensiwn da, y cebl a wneir gan ffibr PBO yw'r dewis gorau.
Mae ffibr PBO yn raddol ddisodli'r deunydd asbestos traddodiadol ym maes deunyddiau sy'n gallu gwrthsefyll gwres, ac mae hefyd yn archwilio'r defnydd o ffibr PBO ym maes cymhwysiad o dan 350 ℃ i ddisodli'r ffibr gwrth-fflam fel polyamid aromatig. Pan gaiff ei gymhwyso uwchlaw 350 ℃, gellir disodli ffibr anorganig fel ffibr dur gwrthstaen neu ffibr ceramig. Mae ffibr anorganig yn galed, ac mae'r cynnyrch yn dueddol o graith, sy'n effeithio ar ei berfformiad. Fodd bynnag, mae ffibr PBO yn gwbl bosibl i oresgyn diffyg ffibr anorganig. Yn y gorffennol, nid oedd gwrthiant thermol ffibrau organig yn ddigonol (yn is na 400 ℃ yn bennaf), a oedd yn cyfyngu ar gymhwyso a datblygu ffibrau organig. Fodd bynnag, cyrhaeddodd tymheredd dadelfennu ffibrau PBO 650 ℃, sef yr uchaf ymhlith yr holl ffibrau organig. Felly, mae'n gwbl bosibl disodli ffibr PB0 â ffibr PB0 ar gyfer cymhwyso ffibr organig uwchlaw 350 ℃, a gellir ehangu a datblygu cymhwysiad ffibr PB0 fel deunydd sy'n gallu gwrthsefyll gwres.
Mae astudiaethau tramor yn dangos bod llawer o gymwysiadau ar gyfer ffibr PBO mewn meysydd eraill, megis deunyddiau inswleiddio trydanol, archwilio lloeren, deunyddiau ysgafn, diwydiant modurol a datblygu maes olew môr dwfn. Gall ffibr PBO fel corff trên cyflym nid yn unig leihau pwysau corff y car, ond hefyd gynyddu cryfder corff y car. Gellir gwneud pob math o ddillad amddiffynnol sy'n gwrthsefyll cyrydiad trwy ddefnyddio ffibr PBO i wrthsefyll cyrydiad cemegol. Er mwyn lleihau'r baich cyfyngedig yn y gofod, mae ffibr PBO yn addas ar gyfer gwneud botymau a gwregysau a ddefnyddir yn y gofod. Gellir ei ddefnyddio hefyd fel deunydd balŵn sy'n gwrthsefyll gwres mewn amgylcheddau gofod sy'n amrywio o -10 ° C i dymheredd arwyneb o 460 ° C. Yn yr agwedd ar hwylio rhwyfo cystadleuol chwaraeon, fe'i gwneir yn bennaf o ddeunydd dalen ddalen wedi'i wneud o uchel cryfder a ffibr modwlws uchel. Er mwyn sicrhau bod y cynfas yn cael y radd anffurfio leiaf pan gaiff ei chwythu gan y gwynt, mae angen ceisio'r ffibr PBO gyda'r modwlws uchaf i wneud i'r rhwyfo hwylio. Oherwydd ei briodweddau mecanyddol rhagorol, ffibr PBO hefyd yw'r deunydd gorau ar gyfer gwneud clybiau golff, racedi tenis, polion sgïo, sgïau, byrddau syrffio, bwa saethyddiaeth, a cheir rasio beiciau.
Bydd ymchwil a datblygu a diwydiannu technolegau allweddol ffibr PBO yn galluogi ffibr PBO Tsieina' s i gael gwared ar y cyfyng-gyngor o fod yn destun monopoli a rheoli technolegau tramor am amser hir, a chychwyn ar ffordd arloesi annibynnol, gobaith disglair a chymhwyso'n eang lleoleiddio ffibr PBO a datblygu ar raddfa fawr. Mae'n ddefnyddiol ar gyfer datblygu, cymhwyso a datblygu cynaliadwy deunyddiau PBO perfformiad uchel yn Tsieina' s awyrofod, amddiffyn cenedlaethol a diwydiant sifil.
3, perfformiad ffibr
Yn ôl Toyo Tex, cryfder ei ffibr PBO pen uchel yw 5.8GPa (adroddiad yr Almaen yw 5.2GPa) a'r modwlws yw 180GPa, sef yr uchaf ymhlith y ffibrau cemegol presennol. Nid yw tymheredd gwrthiant gwres hyd at 600 ℃, cyfyngwch mynegai ocsigen 68, yn y fflam yn llosgi, peidiwch â chrebachu, mae ymwrthedd gwres a fflamadwyedd yn uwch nag unrhyw ffibr organig arall. Defnyddir yn bennaf mewn tecstilau diwydiannol gwrthsefyll gwres a deunyddiau wedi'u hatgyfnerthu â ffibr.
Cymhariaeth perfformiad rhwng PBO a ffibrau perfformiad uchel eraill:
Gellir gweld o'r tabl bod cryfder, modwlws, ymwrthedd gwres a gwrthiant fflam ffibr PBO, yn enwedig cryfder ffibr PBO nid yn unig yn fwy na chryfder ffibr dur, ond hefyd yn fwy na chryfder ffibr carbon. Yn ogystal, mae gan ffibr PBO wrthwynebiad effaith rhagorol, ymwrthedd ffrithiant a sefydlogrwydd dimensiwn, ac mae'n ysgafn ac yn feddal, gan ei wneud yn ddeunydd tecstilau delfrydol.
Fel ffibr uwch-berfformiad yn yr 21ain ganrif, mae gan PBO briodweddau ffisegol a mecanyddol rhagorol a phriodweddau cemegol. Mae ei gryfder a'i fodwlws ddwywaith yn fwy na ffibr KEVLAR (Kevlar), ac mae ganddo hefyd briodweddau gwrthiant gwres a gwrth-fflam ffibr aramid rhyng-ddimensiwn, ac mae ei briodweddau ffisegol a chemegol yn hollol well na KEVLAR, sydd ar y blaen safle ym maes ffibr perfformiad uchel hyd yn hyn. Gall ffilament PBO diamedr 1mm godi hyd at 450kg ac mae fwy na 10 gwaith yn gryfach na ffibr dur.
4. Addasu arwyneb ffibr PBO
Mae TIFSS rhwng ffibr PBO a matrics resin yn cynyddu, ond bydd gormod o asiant cyplu yn arwain at haen croeslinio rhy drwchus o asiant cyplu, a fydd yn lleihau TIFSS yn lle. Fodd bynnag, mae'r effaith ysgythru plasma ar wyneb y ffibr yn cael ei rhoi yn gyntaf i'r asiant cyplu, sy'n gwneud i'r asiant cyplu ffurfio haen draws-gysylltu wedi'i impio. Gall yr haen asiant cyplu hon amddiffyn y ffibr i raddau, felly nid yw σ y ffibr PBO yn lleihau llawer.
Yn ôl y dadansoddiad, mae amodau technolegol cyfuniad yr asiant cyplu ac addasiad plasma fel a ganlyn: mae cynnwys asiant cyplu A-187 yn 2%, amser triniaeth plasma argon tymheredd isel yw 2 funud, y pwysau yw 5opA , y pŵer yw 30W. Ymhlith yr asiantau cyplu a ddewiswyd, cafodd A-187 yr effaith orau ar wella IFSS rhwng datblygu ffibr PBO a resin epocsi, a chynnwys gorau posibl asiant cyplu oedd 2%.
(1) Pan oedd cynnwys A-187 yn 2% ac amodau triniaeth plasma tymheredd isel yn 2min, 30W, a 50Pa, roedd ΓIFSS o'r ffibr PBO wedi'i addasu mor uchel â Lo. 44MPa, a oedd 52% yn uwch na'r PAIFSS wedi'i addasu gydag A-187 yn unig, a 78% yn uwch na'r PAIFSS gwreiddiol ag A-187. Cafodd gwlybaniaeth ffibrau PBO ei wella'n fawr hefyd.
(2) Nid yw'r gostyngiad o ΓIFSS o ffibr PBO a addaswyd gan asiant cyplu plasma argon yn amlwg gyda threigl amser. Nid yw'r cynnydd mewn cyswllt Angle yn amlwg, ac mae ei newid yn tueddu i fod yn sefydlog, gyda thueddiad i lawr bach. Nid yw effaith gwanhau ffibr PBO a addaswyd gan asiant cyplu plasma tymheredd isel argon yn amlwg.
5, paratoi
Mae PBO yn cael ei baratoi trwy gyddwysiad toddiant o 4, 6-diaminophenol hydroclorid (hydroclorid diaminophenol) ac asid tereffthalic gydag asid polyffosfforig (PPA) fel toddydd, a gellir ei gyddwyso hefyd trwy ddadhydradu P2O5. Mae PPA yn doddydd ac yn gatalydd polycondensation.
Datblygwyd synthesis monomer diamino-resorcinol yn llwyddiannus gan Dow Chemical Company yn yr Unol Daleithiau gyda trichlorobenzene fel y deunydd cychwyn i syntheseiddio. Yn y modd hwn, ni fydd yr isomer yn cael ei gynhyrchu yn y broses synthesis, ac mae'r cynnyrch yn uchel iawn, sy'n chwarae rhan wych wrth gynhyrchu PBO yn ddiwydiannol.
Yr ateb polymer nyddu ei nyddu, golchi a'u sychu gan y dull nyddu sych-wlyb. Mae'r hydoddiant nyddu yn grisial hylif, a gellir ffurfio'r strwythur cadwyn hirgul pan ddefnyddir y dull nyddu crisial hylifol. Mae gan y troelli cychwynnol (ffilament UG - math safonol) gryfder 3.53N / Tex a'r modwlws elastig o 10.84N / Tex. Er mwyn gwella'r modwlws, gellir cynnal triniaeth wres ar dymheredd o tua 600 ℃ i cael gwifren modwlws uchel (HM - math modwlws uchel) gyda modwlws o 176.4N / Tex a chryfder cyson.
6, cais
Prif nodweddion ffibr PBO yw ymwrthedd gwres da, cryfder uchel a modwlws, felly fe'i defnyddir yn helaeth.
(1) defnyddio ffilament, gellir ei ddefnyddio ar gyfer teiars, tâp rwber (gwregys cludo), pibell rwber a chynhyrchion rwber eraill o ddeunyddiau atgyfnerthu; Pob math o ddeunyddiau atgyfnerthu plastig a choncrit; Taflegrau balistig a chydrannau wedi'u hatgyfnerthu o ddeunyddiau cyfansawdd; Rhannau tynnol ceblau ffibr optig a ffilm amddiffynnol ceblau optegol; Atgyfnerthu ffibr ar gyfer gwifrau meddal amrywiol fel gwifren boeth drydan a chebl clustffon; Deunyddiau tynnol uchel fel rhaffau a cheblau; Deunyddiau hidlo gwrthsefyll gwres ar gyfer hidlo tymheredd uchel; Offer taflegryn a gwrth-fwled, festiau atal bwled, helmedau atal bwled a dillad llywio perfformiad uchel; Offer chwaraeon fel tenis, cwch cyflym a chwch rasio; Plât dirgryniad uchelseinydd uwch, deunyddiau cyfathrebu newydd; Deunyddiau awyrofod, ac ati.
(2) defnyddio ffibr wedi'i dorri a mwydion, gellir ei ddefnyddio ar gyfer deunyddiau ffrithiant a selio ffibr atgyfnerthu gasged; Atgyfnerthiadau o wahanol resinau a phlastigau, ac ati.
(3) defnyddio edafedd, gellir ei ddefnyddio ar gyfer dillad amddiffyn rhag tân; Oferôls ffwrnais, oferôls weldio a oferôls gwrthsefyll gwres eraill a ddefnyddir wrth brosesu safleoedd metel tawdd; Dillad amddiffynnol, menig diogelwch ac esgidiau diogelwch yn erbyn toriadau; Siwtiau rasio, siwtiau marchogaeth; Pob math o ddillad chwaraeon ac offer chwaraeon egnïol; Siwt Peilot Carrace; Offer gwrth-dorri, ac ati.
(4) cymhwyso ffibr byr, a ddefnyddir yn bennaf ar gyfer allwthio alwminiwm sy'n prosesu mat clustog sy'n gwrthsefyll gwres; Deunyddiau hidlo gwrthsefyll gwres ar gyfer hidlo tymheredd uchel; Gwregysau amddiffynnol thermol, ac ati.
ffynhonnell: Shen Dun Sha Xian
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4MTY5NzMxMw==& canol = 2649436326& idx = 3& sn = 51c2495ca966be6a911db6f3edeb2153& chksm = 878e9fe8b0f916feaa49bf589b790d7563dcb53f6c9441e2bec0c8daa215113fc391834188bc& mpshare = 1& golygfa = 1& srcid = 0617ncecNy7HTJXOxnslqDfW& sharer_sharetime = 1623915726672& sharer_shareid = ff5f2139d31a4580928c819c5eb948df& ExportKey = AWGBw6I2MALXoOK5g4I4FSI % 3D& pass_ticket = pWHQcOxNUVRqpPP % 2BHILkKfVZpve1kJr9O7Wvqi2kgPvehIORUzXUKbfnxAGgSJ2U& wx_header = 0 # rd