摘要：我國聚對苯撐苯并二噁唑纖維(PBO)行業(yè)起步較晚，但是發(fā)展速度較快，高性能纖維的規(guī)模化生產(chǎn)打破了長期國外壟斷，填補國內(nèi)空白。但是由于工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，為促進我國軍工產(chǎn)業(yè)、航空航天、民用高新產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，仍有很大的成長空間。本文結(jié)合PBO纖維的性能，重點分析了我國PBO纖維行業(yè)的技術(shù)進展。

聚對苯撐苯并二噁唑纖維(PBO)是一種雜環(huán)聚合物，具有耐高溫、高強度等優(yōu)異特征，在先進復合材料增強領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。然而，PBO纖維耐紫外線穩(wěn)定性較差，提高PBO纖維的紫外穩(wěn)定性研究也尤為重要。

較其他高性能纖維相比，高端PBO纖維性能優(yōu)異

高端PBO纖維產(chǎn)品強度較高，不僅是鋼絲纖維的10倍以上，而且超高碳纖維，耐熱溫度高，可達到600℃，并且極限氧指數(shù)較高，在火焰中不燃燒、不收縮，是最好的高溫紡織材料之一。此外，PBO纖維的耐沖擊性、耐摩擦性均很優(yōu)異，并且具有十分優(yōu)異的化學性能和物理機械性能，兼有間位芳綸耐熱阻燃的性能，具體性能對比情況如表1。

表1 PBO與其它高性能纖維的性能比較情況

（資料來源：中國知網(wǎng)）

PBO纖維應(yīng)用范圍廣闊，在民用領(lǐng)域、軍工國防等特殊領(lǐng)域均有應(yīng)用

PBO纖維因其優(yōu)異的性能，不僅可以用于民用領(lǐng)域，而且在軍工國防等特殊領(lǐng)域也有應(yīng)用，隨著下游應(yīng)用的不斷拓展，未來發(fā)展前景廣闊。整體來看，PBO纖維的應(yīng)用主要分為力學特性增強材料和耐熱性兩大類，其中，力學特性增強材料應(yīng)用范圍較廣，不僅可以用于輪胎、膠管、運輸帶等，而且還可以制作航天器材、導彈、震動板等。耐熱性材料的應(yīng)用主要用于高溫過濾材料如消防服、焊接工作服等，還可以用作玻璃工業(yè)制作過程中的緩沖材料，不同種類的PBO纖維的用途情況見表2。

表2 不同種類的PBO纖維的用途情況

（資料來源：中國知網(wǎng)）

我國在PBO纖維制備方面取得了一定進展，仍有很大的成長空間

整體來看，單體合成、聚合體合成和纖維紡絲是PBO纖維制備的主要步驟，并且制備PBO纖維的工藝有很多種，其中常見的方法是以對苯二甲酸和4,6-二氨基間苯二酚為原料，經(jīng)加熱聚合、脫泡和過濾后直接進行干噴紡而制得初紡絲，制備工藝流程如圖1。

圖1 PBO纖維制造工藝流程圖

（資料來源：中國知網(wǎng)）

單體合成過程中，4,6-二氨基間苯二酚(DAR)鹽酸鹽是重要的中間體，并且是影響產(chǎn)品性能的主要因素，常用的方法有間苯二酚磺化法、苯胺法、三氯苯法、l,3-二氯苯法、間苯二酚磺化氯化法、間苯二酚法等。

聚合體合成過程中，最常用的方法是苯二甲酰氯法和對苯二甲酸法，分別以MSA和PPA為溶劑。其中，后者是以TPA與4,6-二氨基間苯二酚的鹽酸鹽混合，經(jīng)中和反應(yīng)、脫色處理、干燥、聚合反應(yīng)后制備出PBO聚合物。常用的方法還有對中間相聚合法和三甲基硅烷基化法等。

纖維紡絲過程中，一般采用干噴濕紡一水洗干燥液晶紡絲技術(shù)，該技術(shù)較為成熟，常用的紡絲溶劑有甲磺酸、三氯化鋁、多聚磷酸、硫酸、三氯化鈣/硝基甲烷等。

近年來，我國不斷加大PBO纖維研發(fā)投入力度，PBO纖維合成制備已經(jīng)取得了巨大的進步，包括東華大學、華東理工大學、北京大學、浙江工業(yè)大學、上海交通大學、浙江大學等在內(nèi)的多家高校及研究機構(gòu)取得了多項PBO纖維研究專利。為滿足日益增長的市場需求，我國PBO纖維行業(yè)仍有很大的成長空間。

結(jié)語

整體來看，較其他材料相比，PBO纖維具有更加優(yōu)異的化學和物理性能，在軍工產(chǎn)業(yè)、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用較廣。并且，PBO纖維的應(yīng)用主要分為力學特性增強材料和耐熱性兩大類，不僅可以用于輪胎、膠管、運輸帶等，而且還可以用于高溫過濾材料如消防服、焊接工作服等。在工業(yè)生產(chǎn)中，主要采用的制備工藝包括單體合成、聚合體合成和纖維紡絲三個步驟。近年來，我國不斷加大PBO纖維研發(fā)投入力度，并取得了一定進展，包括東華大學、華東理工大學、北京大學、浙江工業(yè)大學、上海交通大學、浙江大學等在內(nèi)的多家高校及研究機構(gòu)取得了多項PBO纖維研究專利。為滿足日益增長的市場需求，我國PBO纖維行業(yè)仍有很大的成長空間。