PBO纖維的耐熱性和耐紫外光特性的研究.pdf

1、PBO(聚對(duì)苯基苯并二噁唑poly)纖維是近年來(lái)出現(xiàn)的一種高強(qiáng)度、高模量、低密度的有機(jī)纖維，同時(shí)具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和阻燃性能，在航空航天、防彈防火、體育用品等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，被譽(yù)為21世紀(jì)的超級(jí)纖維。 這種新型纖維在國(guó)內(nèi)的研究尚處于起步階段，對(duì)其各方面的性能和數(shù)據(jù)還缺乏必要的了解。為了滿足復(fù)合材料可靠性設(shè)計(jì)對(duì)增強(qiáng)材料統(tǒng)計(jì)斷裂特性的要求，從PBO復(fù)合材料的使用環(huán)境條件出發(fā)，本文對(duì)經(jīng)不同溫度熱處理和紫外光照射的不同時(shí)間的PB

2、O纖維單絲作了較為完整和系統(tǒng)的研究，得出了一些有參考價(jià)值的數(shù)據(jù)，為今后的PBO纖維復(fù)合材料設(shè)計(jì)提供理論及試驗(yàn)依據(jù)。 PBO纖維單絲的研究以Weibull分布和最弱連接理論為基礎(chǔ)，研究了1cm、3cm、5cm和10cm長(zhǎng)的PBO纖維單絲經(jīng)過在空氣氛圍中250℃和300℃下熱處理不同時(shí)間后的統(tǒng)計(jì)平均強(qiáng)度及強(qiáng)度分布，并用Kolmogorov檢驗(yàn)其Weibull分布的正確性。指出了熱處理后PBO纖維的統(tǒng)計(jì)強(qiáng)度隨長(zhǎng)度的變化情況，得出外推方

3、程預(yù)報(bào)單絲強(qiáng)度，研究發(fā)現(xiàn)熱處理后PBO纖維的統(tǒng)計(jì)強(qiáng)度隨著纖維的增長(zhǎng)而減小，而且發(fā)現(xiàn)3～4cm是纖維的臨界長(zhǎng)度，纖維長(zhǎng)度大于此臨界長(zhǎng)度后，纖維長(zhǎng)度對(duì)統(tǒng)計(jì)強(qiáng)度的影響變得不明顯；還發(fā)現(xiàn)隨熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，PBO纖維的統(tǒng)計(jì)強(qiáng)度不斷下降，但仍符合Weibull分布。 對(duì)3cm長(zhǎng)的PBO纖維分別在空氣氛圍中350℃下進(jìn)行熱處理和常溫下進(jìn)行紫外光照射處理不同時(shí)間，觀察其統(tǒng)計(jì)強(qiáng)度和分散性的變化，研究發(fā)現(xiàn)熱處理時(shí)間越長(zhǎng)、熱處理溫度越高、紫外光輻照

4、時(shí)間越長(zhǎng)，PBO纖維性能退化越明顯，發(fā)現(xiàn)在350℃下分別熱處理6h、10h、14h、19h和25h后，強(qiáng)度保持率分別為90.89﹪、85.49﹪、78.58﹪、69.81﹪和60.71﹪；PBO纖維在紫外光分別輻照1h、6.5h、11h和18h后，纖維的強(qiáng)度保持率分別為98.65﹪、96.46﹪、90.39﹪和86.17﹪，這些結(jié)果說明PBO纖維具有優(yōu)異的耐熱特性和一定的耐紫外光輻照特性。 通過掃描電子顯微鏡觀察熱處理過和紫外光