PBO纖維光穩(wěn)定性及其改性研究.pdf

1、聚對(duì)苯撐苯并二噁唑(PBO)高性能纖維具有超高拉伸強(qiáng)度和模量、耐高溫及阻燃等優(yōu)異特性，但光穩(wěn)定性較差，這一缺陷極大地限制了其廣泛應(yīng)用。本論文針對(duì)這一問(wèn)題，在分析PBO纖維光老化機(jī)理的基礎(chǔ)上，探討了改善PBO纖維光穩(wěn)定性的方法。
　　首先，將PBO纖維在全波段自然光、自然可見(jiàn)光、大氣環(huán)境下的全波段自然光以及大氣環(huán)境下的自然可見(jiàn)光四種條件下進(jìn)行老化實(shí)驗(yàn)。在對(duì)比研究老化前后PBO纖維試樣的力學(xué)性能、特性粘度、表面形態(tài)、表面化學(xué)結(jié)構(gòu)和取向

2、度的變化后，發(fā)現(xiàn)波長(zhǎng)范圍400～450nm的可見(jiàn)光輻照是造成PBO降解的主要原因，而波長(zhǎng)范圍200～400nm的紫外光輻照可加速老化過(guò)程，這為改性PBO纖維的光穩(wěn)定劑選擇提供了依據(jù)。
　　在PBO纖維光穩(wěn)定改性研究中，論文首先采用原位共混法制備改性聚合物，即在PBO聚合過(guò)程中加入光穩(wěn)定劑，再通過(guò)液晶紡絲法制備了光穩(wěn)定改性PBO纖維。所使用的光穩(wěn)定劑添加含量分別為UVA(0.2wt％)、UVB（0.1wt％）、UVP(0.1％)以及

3、復(fù)配的UVA/UVB（0.2wt％/0.1wt％）和UVA/UVP（0.2wt％/0.1％）。對(duì)經(jīng)過(guò)紫外加速老化312h后各纖維試樣的測(cè)試分析表明，改性PBO纖維的特性粘度、強(qiáng)度保持率均高于未改性的PBO纖維試樣，尤其是添加了UVA/UVP的PBO纖維拉伸強(qiáng)度保持率由44.17％提高到72.74％。自然光老化實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了共混改性PBO纖維的光穩(wěn)定性得到改善，特別是添加復(fù)合光穩(wěn)定劑的樣品。此外，各光穩(wěn)定劑添加含量均不超過(guò)0.3wt％，

4、并未對(duì)聚合過(guò)程、紡絲過(guò)程帶來(lái)不利影響，且在最大程度上保持了PBO纖維原有的優(yōu)異性能。
　　本論文還采用涂覆有紫外光阻隔性的可溶聚酰亞胺于PBO纖維表面的方法進(jìn)行了防光老化處理。對(duì)經(jīng)表面處理的PBO纖維進(jìn)行紫外加速老化實(shí)驗(yàn)并考察老化過(guò)程中纖維的力學(xué)性能、特性粘度變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)可溶性聚酰亞胺涂層對(duì)PBO纖維有一定的防護(hù)作用，其強(qiáng)度保持率由44.17％提高到54.28％。進(jìn)一步在涂覆液中加入一定含量的光穩(wěn)定劑r-TiO2或UVA再對(duì)PB