第一情报 ---材料工业

PBO纤维的应用前景展望

供稿人:杨薇炯  供稿时间:2011-8-31   关键字:PBO纤维  主要用途  应用领域  前景展望  
有超级纤维之称的PBO纤维在军用及民用领域具有重要应用价值和广阔前景,它涵盖了航空航天、国防军工、高温过滤、安全防护材料、电子电气、合成材料、交通运输、桥梁工程、建筑建材、体育器材等二十多个领域。按PBO纤维的长短大致可制造以下高性能材料(图1):

图1  PBO纤维的主要用途
 
因PBO纤维产品产量少且价格高,使其大规模应用受到了限制,目前国外多用于比较高级的航天、军工等特殊领域。此外,该纤维主要应用分为耐热性材料和力学特性增强材料两大类。作为耐热材料,PBO纤维最适宜用作制铝工业和玻璃工业制造过程出料时的缓冲垫料,还可用于消防服、炉前工作服、焊接工作服等耐热工作服和高温过滤用耐热过滤材料。而PBO纤维力学特性增强材料应用范围更广,国外已有将它用于轮胎、运输带、胶管等橡胶制品的补强材料,制作各种防切割伤害的劳动保护服、安全手套、安全鞋、赛车服、飞行员服等各种运动服和活动性运动装备上。用PBO纤维制作的高性能复合材料现已在导弹、航天器、飞机、赛艇、震动板等方面得到应用(图2)。
 
 
图2  PBO纤维的主要应用领域
 
近年来,欧美、日本等发达国家及其地区的高层建筑、大型桥梁、海洋工程等建筑领域广泛使用高性能纤维复合增强材料,将纤维布浸渍环氧树脂粘贴于混凝土表面,可以大幅度提高原结构的承载能力和抗地震能力。此外,在桥梁建筑方面,钢丝缆绳由于其自重不能用于长度较长的桥梁,而希望采用质量轻、强度高的缆绳,比强度高、尺寸稳定性好的由PBO纤维制作的缆绳就是最好的选择。
 
PBO纤维在耐热材料领域中正在逐步替代传统材料石棉,且目前还在探索用PBO纤维在350℃以下的应用领域替代芳香族聚酰胺等难燃纤维。在350℃以上的应用替代不锈钢纤维或陶瓷纤维等无机纤维,由于无机纤维较硬,制品易出现伤痕,影响其使用性能,而PBO纤维完全有可能克服无机纤维的不足。以往的有机纤维耐热性不够(多在400℃以下),从而限制了有机纤维的应用发展,而PBO纤维分解温度达到650℃,是所有有机纤维中耐热温度最高的。因此,对以前难以使用有机纤维在350℃以上的应用领域,用PB0纤维取而代之是完全可能的,并使PB0纤维耐热材料的应用得以拓宽与发展。
 
国外研究表明:在其他领域如电绝缘材料、卫星探测、轻质材料、汽车工业和深海油田开发等方面,PBO纤维还有很多的用武之地。PBO纤维作为高速列车车体不仅可减轻车身质量,还可以使车身强度增加;利用PBO纤维耐化学腐蚀性,可制成各种耐腐蚀防护服;在宇航方面为减轻有限的负担,PBO纤维适合于做宇宙空间使用的扣子、带子等;在从-10℃到地表温度460℃这样范围的宇宙空间环境下,它还可用作耐热性探测气球的材料;在体育竞技赛艇用帆方面主要用高强高模纤维制成的片状薄板式材料制作,为使帆布在受到风吹时具有最小限度的变形程度,就必须寻求模量最高的PBO纤维来制作赛艇用帆;鉴于PBO纤维优良的力学性能,它也是制造高尔夫球杆、网球拍、滑雪杖、滑雪板、冲浪板、射箭弓弦、自行车赛车最好的材料。
 
PBO纤维关键技术研发与产业化发展,可以使我国PBO纤维摆脱长期受制于国外技术垄断与控制的困境,走上一条自主创新、前景光明、应用广阔的PBO纤维国产化、规模化发展之路,有助于我国航天航空、国防军工及民用工业等高性能PBO材料的开发应用与可持续发展。
 
 
 
 
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