我国PBO纤维取得了一定进展，但仍存在较大的成长空间

摘要：我国聚对苯撑苯并二噁唑纤维(PBO)行业起步较晚，但是发展速度较快，高性能纤维的规模化生产打破了长期国外垄断，填补国内空白。但是由于工业基础薄弱，为促进我国军工产业、航空航天、民用高新产业的快速发展，仍有很大的成长空间。本文结合PBO纤维的性能，重点分析了我国PBO纤维行业的技术进展。

聚对苯撑苯并二噁唑纤维(PBO)是一种杂环聚合物，具有耐高温、高强度等优异特征，在先进复合材料增强领域应用前景广阔。然而，PBO纤维耐紫外线稳定性较差，提高PBO纤维的紫外稳定性研究也尤为重要。

较其他高性能纤维相比，高端PBO纤维性能优异

高端PBO纤维产品强度较高，不仅是钢丝纤维的10倍以上，而且超高碳纤维，耐热温度高，可达到600℃，并且极限氧指数较高，在火焰中不燃烧、不收缩，是最好的高温纺织材料之一。此外，PBO纤维的耐冲击性、耐摩擦性均很优异，并且具有十分优异的化学性能和物理机械性能，兼有间位芳纶耐热阻燃的性能，具体性能对比情况如表1。

表1 PBO与其它高性能纤维的性能比较情况

（资料来源：中国知网）

PBO纤维应用范围广阔，在民用领域、军工国防等特殊领域均有应用

PBO纤维因其优异的性能，不仅可以用于民用领域，而且在军工国防等特殊领域也有应用，随着下游应用的不断拓展，未来发展前景广阔。整体来看，PBO纤维的应用主要分为力学特性增强材料和耐热性两大类，其中，力学特性增强材料应用范围较广，不仅可以用于轮胎、胶管、运输带等，而且还可以制作航天器材、导弹、震动板等。耐热性材料的应用主要用于高温过滤材料如消防服、焊接工作服等，还可以用作玻璃工业制作过程中的缓冲材料，不同种类的PBO纤维的用途情况见表2。

表2 不同种类的PBO纤维的用途情况

（资料来源：中国知网）

我国在PBO纤维制备方面取得了一定进展，仍有很大的成长空间

整体来看，单体合成、聚合体合成和纤维纺丝是PBO纤维制备的主要步骤，并且制备PBO纤维的工艺有很多种，其中常见的方法是以对苯二甲酸和4,6-二氨基间苯二酚为原料，经加热聚合、脱泡和过滤后直接进行干喷纺而制得初纺丝，制备工艺流程如图1。

图1 PBO纤维制造工艺流程图

（资料来源：中国知网）

单体合成过程中，4,6-二氨基间苯二酚(DAR)盐酸盐是重要的中间体，并且是影响产品性能的主要因素，常用的方法有间苯二酚磺化法、苯胺法、三氯苯法、l,3-二氯苯法、间苯二酚磺化氯化法、间苯二酚法等。

聚合体合成过程中，最常用的方法是苯二甲酰氯法和对苯二甲酸法，分别以MSA和PPA为溶剂。其中，后者是以TPA与4,6-二氨基间苯二酚的盐酸盐混合，经中和反应、脱色处理、干燥、聚合反应后制备出PBO聚合物。常用的方法还有对中间相聚合法和三甲基硅烷基化法等。

纤维纺丝过程中，一般采用干喷湿纺一水洗干燥液晶纺丝技术，该技术较为成熟，常用的纺丝溶剂有甲磺酸、三氯化铝、多聚磷酸、硫酸、三氯化钙/硝基甲烷等。

近年来，我国不断加大PBO纤维研发投入力度，PBO纤维合成制备已经取得了巨大的进步，包括东华大学、华东理工大学、北京大学、浙江工业大学、上海交通大学、浙江大学等在内的多家高校及研究机构取得了多项PBO纤维研究专利。为满足日益增长的市场需求，我国PBO纤维行业仍有很大的成长空间。

结语

整体来看，较其他材料相比，PBO纤维具有更加优异的化学和物理性能，在军工产业、航空航天等领域应用较广。并且，PBO纤维的应用主要分为力学特性增强材料和耐热性两大类，不仅可以用于轮胎、胶管、运输带等，而且还可以用于高温过滤材料如消防服、焊接工作服等。在工业生产中，主要采用的制备工艺包括单体合成、聚合体合成和纤维纺丝三个步骤。近年来，我国不断加大PBO纤维研发投入力度，并取得了一定进展，包括东华大学、华东理工大学、北京大学、浙江工业大学、上海交通大学、浙江大学等在内的多家高校及研究机构取得了多项PBO纤维研究专利。为满足日益增长的市场需求，我国PBO纤维行业仍有很大的成长空间。