李霞，黃玉東*，矯靈艷
(哈爾濱工業大學應用化學系，哈爾濱 150001)
摘要：聚對苯撐苯并雙錨唑(PB0)纖維是一種高強度、高模量、高熱穩定性、高耐化學腐蝕性的新型纖維。著重介紹了PBO纖維的合成工藝、紡絲工藝；并對PBO的微觀結構形態和表征方法進行了綜合評述。
關鍵詞：PBO纖維；制備；微觀結構；表征方法
聚對苯撐苯并雙鎓唑Poly(p—phenylene-2，6-benzoxazole)最初是由美國空軍材料實驗室于上個世紀70年代作為一種耐高溫性能的材料進行開發的，但是一直受到合成工藝的限制，不能合成大分子量的PBO聚合物，其優越的性能也難以體現出來。直到80年代中期，由DOW化學公司開發出了一種新的單體合成、聚合及紡絲技術，1991年又與東洋紡織公司開始聯合研究開發PBO纖維，并于1995年，由東洋紡織公司在DOW化學公司的專利許可下開始了試生產，1998年10月開始商業化生產，注冊商標為Zylon。近幾年推出的AS高強型纖維，其拉伸強度為5.8GPa，拉伸模量為 180GPa；在AS型拉伸強度不變的基礎上，對纖維進行熱處理得到HM高模量型纖維，其拉伸模量提高到了280GPa；Kitagawa等[1]開發的HM+超高模量纖維，其拉伸模量達到了360GPa，使得PBO纖維在性能上又得到了進一步的提高。不同的科研工作者用不同的方法計算出PBO的理論模量是不同的，David[2]計算得511GPa，Tashiro[3]計算為460GPa，Adams等[4]用AMl計算出的孤立分子的理論拉伸模量值為730GPa。
在性能上，PBO纖維的強度及彈性模量約為對位芳綸纖維的2倍，現有的商業PBO纖維的模量超過了鋼材，作為直鏈高分子，被認為具有極限彈性模量；PBO纖維從室溫加熱到400℃，其抗張模量僅從230Gpa線性的下降到190GPa；PBO有異常高的抗點燃性，其極限氧指數(LOI)為68，在有機纖維之中表現出最高值，在燃燒中，熱釋放速率低，產生一氧化碳、氰化氫等有毒氣體的非常少[5]。其分子鏈的剛直性使得熱分解溫度比對位芳綸約高出100℃，500℃熱處理60s后纖維的強度是原有強度的90％，這種纖維有望取代石棉[6]；PBO的熱膨脹系數僅為-3.0×10-6～6.4× 10-6。PBO耐化學腐蝕性良好，除強酸外不溶于任何有機溶劑。
由于這些優異的性能，PBO自問世以來就被認為是航空航天先進結構復合材料中的新一代超級纖維[7,8]。本文基于大量文獻對PBO的合成、結構以及表征方法作了較詳細的概述。
論文來源：高分子通報，2004，72（4),102-107
