Stair 1.Development
Ba iad taighdeoirí i bhforbairt aeraidinimic ó Aerfhórsa na Stát Aontaithe a cheap PBO. Bhí an phaitinn bhunúsach le haghaidh polybenzoxazole faoi úinéireacht Institiúid Taighde Stanford (SRI) ag Ollscoil Stanford sna Stáit Aontaithe ar dtús. Níos déanaí, fuair Dow Chemical Company údarú agus PBO forbartha go tionsclaíoch, agus feabhas á chur ar mhodh sintéise bunaidh an mhonaiméir freisin. Níor tháirg an próiseas nua beagnach aon seachtháirgí isiméireacha, rud a mhéadaigh toradh an mhonaiméir sintéiseithe agus a leag an bunús le haghaidh tionsclaíochta. I 1990, cheannaigh Toyobo Co., Ltd na Seapáine an teicneolaíocht paitinne PBO ó Dow Chemical Company. I 1991, d'fhorbair Dow-Badische Fibers Inc. snáithín PBO ar threalamh Toyobo Co., Ltd., ag méadú go suntasach ar neart agus modulus snáithíní PBO go dhá oiread níos mó ná snáithín PPTA. I 1994, le cead ó Dow-Badische Fibers Inc., d'infheistigh Toyobo Co., Ltd 3 billiún yen Seapánach chun líne táirgeachta a thógáil le haschur bliantúil de 400 tonna monaiméirí PBO agus 180 tonna de sníomh. In earrach na bliana 1995, thosaigh sé ar tháirgeadh meicnithe páirteach, agus faoi 1998, shroich an cumas táirgthe 200 tonna in aghaidh na bliana, leis an ainm tráchtála Zylon. De réir phlean forbartha Toyobo do Zylon, bhíothas ag súil go sroichfeadh an cumas táirgthe 380 tonna in aghaidh na bliana i 2000, 500 tonna in aghaidh na bliana i 2003, agus 1000 tonna in aghaidh na bliana in 2008. Faoi láthair, is é Toyobo Co., Ltd. an t-aon chuideachta i láthair na huaire. an domhan atá in ann snáithín PBO a tháirgeadh ar bhonn tráchtála.
2. Na hIonchais a bhaineann le Forbairt Snáithín PBO
Le blianta beaga anuas, tá tíortha forbartha agus réigiúin mar an Eoraip, Meiriceá, agus an tSeapáin tar éis ábhair chomhchodacha ardfheidhmíochta treisithe snáithíní a úsáid go forleathan i réimsí tógála foirgneamh ard-ardú, droichid mhóra, agus innealtóireacht mhara. Trí éadach snáithín a líonadh le roisín eapocsa agus é a chloí leis an dromchla coincréite, is féidir feabhas mór a chur ar chumas ualachiompartha agus ar fhriotaíocht crith talún an struchtúir bhunaidh. Thairis sin, i dtógáil droichead, ní féidir cáblaí cruach a úsáid le haghaidh droichid níos faide mar gheall ar a meáchan féin. Ina áit sin, is fearr cáblaí níos éadroime agus níos láidre. Is iad cáblaí déanta as snáithíní PBO, a bhfuil ard-neart, cobhsaíocht mhaith tríthoiseach, an rogha is fearr.
Tá snáithíní PBO ag athsholáthar ábhair aispeiste traidisiúnta de réir a chéile i réimse na n-ábhar teas-resistant agus faoi láthair tá siad ag iniúchadh iarratais faoi bhun 350 céim chun snáithíní lasair-retardant cosúil le polaimídí aramatacha a athsholáthar. Os cionn 350 céim, tá siad ag athsholáthar snáithíní neamhorgánacha cosúil le cruach dhosmálta nó snáithíní ceirmeacha. Ós rud é go bhfuil snáithíní neamhorgánacha níos déine agus seans maith le scratches a chuireann isteach ar a bhfeidhmíocht, tá an cumas ag snáithíní PBO na heasnaimh seo a shárú. Roimhe seo, níor leor friotaíocht teasa snáithíní orgánacha (den chuid is mó faoi bhun 400 céim ), rud a chuir srian lena bhforbairt iarratais. Mar sin féin, tá teocht dianscaoilte de 650 céim ag snáithíní PBO, an líon is airde i measc na snáithíní orgánacha go léir. Mar sin, is féidir go hiomlán snáithíní orgánacha a athsholáthar le snáithíní PBO in iarratais os cionn 350 céim nuair a bhí sé deacair snáithíní orgánacha a úsáid roimhe seo, agus mar sin leathnú agus forbairt ar chur i bhfeidhm na n-ábhar snáithín PBO teas-resistant.
Léiríonn taighde idirnáisiúnta go bhfuil go leor iarratais ag snáithíní PBO i réimsí eile cosúil le hábhair inslithe leictreach, braite satailíte, ábhair éadroma, tionscal na ngluaisteán, agus forbairt réimse ola domhainfharraige. Ní hamháin go laghdaíonn snáithíní PBO a úsáidtear i gcomhlachtaí traenach ardluais meáchan na feithicle ach freisin a neart a mhéadú. Ag baint úsáide as friotaíocht ceimiceach snáithíní PBO, is féidir éadaí cosanta éagsúla atá resistant creimeadh a dhéanamh. I aeraspáis, chun an t-ualach teoranta a laghdú, tá snáithíní PBO oiriúnach chun dúntóirí agus strapaí a dhéanamh a úsáidtear sa spás. I raon na dteocht chosmaí ó -10 céim go dtí 460 céim, is féidir iad a úsáid freisin mar ábhair le haghaidh balúin braite teas-resistant. I seoltóireacht iomaíochta spóirt, déantar seolta den chuid is mó ó ábhair tanaí ard-neart, ard-modulus comhdhéanta pláta-mhaith. Chun dífhoirmiúchán a íoslaghdú nuair a shéideann an ghaoth na seolta, ní mór na snáithíní modulus PBO is airde a lorg chun seolta seoltóireachta iomaíocha a dhéanamh. I bhfianaise na n-airíonna meicniúla den scoth atá ag snáithíní PBO, is iad na hábhair is fearr freisin chun clubanna gailf, raicéid leadóige, cuaillí sciála, cláir sciála, cláir surf, bowstrings boghdóireacht, agus rothair rásaíochta a mhonarú.
Is féidir le príomhthaighde teicneolaíochta agus forbairt agus tionsclaíocht snáithíní PBO a chumasú don tSín briseadh saor ó rialú fadtéarmach agus monaplacht na teicneolaíochta eachtrach, dul ar chonair nuálaíochta neamhspleách, ionchais gheal, agus cur i bhfeidhm leathan forbartha baile agus ar scála mór. de shnáithíní PBO. Cuirfidh sé seo le forbairt agus úsáid inbhuanaithe ábhair PBO ardfheidhmíochta i dtionscail aeraspáis, cosanta náisiúnta, míleata agus sibhialta na Síne.
Airíonna 3.Fiber
De réir tuairiscí Toyobo, tá neart 5.8 GPa ag a dtáirge snáithín PBO ard-deireadh (a thuairiscítear mar 5.2 GPa sa Ghearmáin), modulus de 180 GPa, arb é an líon is airde i measc snáithíní ceimiceacha atá ann cheana féin; is féidir leis teochtaí suas le 600 céim a sheasamh, le hinnéacs ocsaigine teorannach de 68, agus ní sruthán nó crapadh i lasracha, ag taispeáint friotaíocht teasa níos airde agus retardancy lasair ná aon snáithín orgánach eile. Úsáidtear é go príomha le haghaidh teicstílí tionsclaíocha teas-resistant agus ábhair threisithe snáithíní.
Comparáid feidhmíochta PBO le snáithíní ardfheidhmíochta eile:
Mar is léir ón tábla, léiríonn snáithíní PBO neart níos fearr, modulus, friotaíocht teasa, agus moilliú lasair. Go háirithe, ní hamháin go sáraíonn neart snáithíní PBO neart snáithíní cruach ach sáraíonn sé neart snáithíní carbóin freisin. Ina theannta sin, cuireann snáithíní PBO barr feabhais ar fhriotaíocht tionchair, ar fhriotaíocht abrasion, agus ar chobhsaíocht tríthoiseach. Tá siad éadrom agus solúbtha freisin, rud a fhágann gur amhábhar teicstíle idéalach iad.
Mar shnáithín sárfheidhmíochta den 21ú haois, tá airíonna fisiceacha agus meicniúla sármhaithe mar aon le hairíonna ceimiceacha ag PBO. Tá a neart agus a modulus faoi dhó níos mó ná snáithíní Kevlar agus roinneann sé freisin friotaíocht teirmeach agus moilliú lasair snáithíní meitearaimíde. Ina theannta sin, sáraíonn a chuid airíonna fisiceacha agus ceimiceacha snáithíní Kevlar go hiomlán, a bhí i gceannas go dtí seo ar réimse na snáithíní ardfheidhmíochta. Is féidir le filament PBO aonair le trastomhas de 1 milliméadar meáchan 450 cileagram a ardú, atá níos mó ná deich n-uaire neart snáithíní cruach.
Modhnú 4.Surface snáithíní PBO
Feabhsaítear feabhas a chur ar TIFSS (Neart Fiar Interfacial) idir snáithíní PBO agus an maitrís roisín, ach is féidir ciseal tras-nasctha níos tiús den ghníomhaire cúplála a bheith mar thoradh ar bharrachas gníomhairí cúplála, rud a laghdaíonn TIFSS. Gníomhaíonn éifeacht eitseála plasma ar dhromchla an tsnáithín go príomha ar an ngníomhaire cúplála, rud a ligeann do chiseal trasnaisc grafta a fhoirmiú. Soláthraíonn an ciseal gníomhaire cúplála seo cosaint áirithe do na snáithíní, dá bhrí sin níl an meath ar σ (neart) snáithíní PBO suntasach.
Is féidir a anailísiú gurb iad na coinníollacha is fearr don phróiseas comhcheangailte a mhodhnú le gníomhairí cúplála agus plasma: ábhar gníomhaire cúplála A-187 ag 2%, am cóireála plasma argón íseal-teocht ar feadh 2 nóiméad, brú ag 50Pa , agus cumhacht ag 30W. I measc na ngníomhairí cúplála roghnaithe, tá an éifeacht is fearr ag A-187 maidir le feabhas a chur ar an IFSS idir snáithíní PBO agus roisín epocsa, le hábhar optamaithe de 2%.
(1) Nuair a bhíonn an t-ábhar A-187 2%, agus na coinníollacha cóireála plasma íseal-teocht argón 2min, 30W, agus 50Pa, is féidir le ΓIFSS (Neart Fiar Interfacial) an snáithín PBO modhnaithe a bhaint amach chomh hard le 10.44 MPa. Is ionann é seo agus méadú 52% i gcomparáid le húsáid an ghníomhaire cúplála A-187 amháin le haghaidh modhnú agus méadú 78% i gcomparáid le ΓIFSS an tsnáithín bunaidh. Tá feabhas mór tagtha ar fhliuchtacht snáithíní PBO freisin.
(2) I gcás snáithíní PBO arna mhodhnú ag plasma argón íseal-teocht in éineacht le gníomhaire cúplála, níl an meath ar ΓIFSS le himeacht ama suntasach; níl an méadú ar an uillinn teagmhála suntasach freisin, rud a léiríonn claonadh i dtreo cobhsaíochta le treocht beag anuas. Dá bhrí sin, ní fhuaimnítear éifeacht díghrádaithe snáithíní PBO arna mhodhnú le plasma argón íseal-teocht in éineacht le gníomhaire cúplála.
5.Preparation
Ullmhaítear PBO trí phola-chomhdhlúthú tuaslagáin de 4,6-hidreaclóiríd diaminoresorcinol (DAR·HCl) le haigéad teipitalach ag baint úsáide as aigéad polafosfarach (PPA) mar thuaslagóir. De rogha air sin, is féidir é a shintéisiú trí úsáid a bhaint as díhiodráitiú P2O5 le haghaidh pola-chomhdhlúthaithe. Feidhmíonn PPA mar thuaslagóir agus mar chatalaíoch le haghaidh ilchomhdhlúthaithe.
Tá an shintéis de monaiméir diamino resorcinol forbartha go rathúil ag Cuideachta Dow Cheimiceach Mheiriceá, ag tosú le trichlorobenzene mar amhábhar. Seachnaíonn an modh seo giniúint isiméirí le linn an phróisis sintéise, rud a thugann ráta ard aisghabhála, a bhfuil ról suntasach aige i dtáirgeadh tionsclaíoch PBO.
Déantar dope polaiméire a sníomh ag baint úsáide as an modh sníomh tirim-fhliuch, agus é a ní agus a thriomú ina dhiaidh sin. Nuair a dhéantar an tuaslagán sníomh a dhíscaoileadh chun criostail leachtacha a fhoirmiú agus úsáidtear sníomh criostail leachtach, féadann sé struchtúr slabhra leathnaithe a fhoirmiú. Tá neart os cionn 3.53N/tex ag an snáithín sníofa tosaigh (cineál caighdeánach snáithín AS) cheana féin agus modúl leaisteach os cionn 10.84N/tex. Chun an modulus a mhéadú, is féidir cóireáil teasa a dhéanamh ag thart ar 600 céim, rud a fhágann go sroicheann snáithín ard modulus (cineál modulus ard-snáithín HM) le modulus 176.4N/tex agus an neart céanna á chothabháil.
6.Iarratais
Tá snáithíní PBO tréithrithe ag a n-friotaíocht teasa den scoth, ard-neart, agus modulus ard, rud a fhágann go bhfuil siad infheidhme go forleathan.
(1) Áirítear le hiarratais filiméid ábhair athneartaithe do tháirgí rubair amhail boinn, criosanna iompair agus píobáin; ábhair athneartaithe le haghaidh plaistigh agus coincréit éagsúla; comhpháirteanna feabhsaithe do dhiúracáin bhailistíocha agus ábhair chomhchodacha; baill teannas agus scannáin chosanta do cháblaí snáthoptaice; snáithíní a threisiú le haghaidh sreanga teasa leictreacha, cáblaí cluasáin, agus sreanga solúbtha eile; ábhair ard-teanntachta do rópaí agus cáblaí; ábhair scagaire teas-resistant le haghaidh scagacháin ardteochta; trealamh cosanta do dhiúracáin agus urchair, veisteanna piléardhíonacha, clogaid urchair-dhíonacha, agus feisteas eitilte ardfheidhmíochta; trealamh spóirt le haghaidh leadóige, luasbháid, báid rásaíochta, etc.; diaphragms cainteoir ard-ghrád, ábhair chumarsáide núíosacha; ábhair aeraspáis, etc.
(2) I measc na n-iarratas a bhaineann le snáithíní mionghearrtha agus laíon tá snáithíní treisithe d'ábhair cuimilte agus gaiscéid séalaithe; ábhair feabhsaithe do roisíní agus plaistigh éagsúla, etc.
(3) Áirítear le húsáid snáth éadaí comhraicthe dóiteáin; éadaí oibre teas-resistant le haghaidh tosaigh foirnéise agus oibríochtaí táthú; éadaí cosanta le haghaidh friotaíocht gearrtha, lámhainní sábháilteachta, agus bróga sábháilteachta; culaith tiománaí carr cine, culaith jockey; éadaí spóirt éagsúla agus trealamh gníomhach spóirt; oireann píolótach Carrace; trealamh frith-ghearrtha, etc.
(4) Is iad na hiarratais a bhaineann le snáithíní gearra go príomha le haghaidh ceap maolánach teas-resistant a bhraith a úsáidtear i bpróiseáil easbhrúite alúmanaim; ábhair scagaire teas-resistant le haghaidh scagacháin ardteochta; criosanna cosanta teirmeacha, etc.