第1章 绪论 1
1.1 PBO纤维的发展历史 2
1.2 PBO纤维的聚合及纺丝工艺 4
1.3 PBO纤维的性能及应用 9
参考文献 11
第2章 PBO纤维单体合成技术 13
2.1 连三氯苯及间二氯苯法 14
2.1.1 连三氯苯法 14
2.1.2 间二氯苯法 16
2.1.3 4，6－二硝基间二氯苯法 17
2.2 间苯二酚法 18
2.2.1 贝克曼重排法 18
2.2.2 三磺化、硝化水解还原法 21
2.2.3 磺化、氯化硝化水解还原法 22
2.2.4 叔丁基保护、氯化硝化水解还原法 23
2.2.5 酯化、硝化还原法 23
2.2.6 重氮化、硝化还原法 25
2.3 间二硝基苯法 27
2.3.1 羟胺重排法 27
2.3.2 1，2－二氯－4，6－二硝基法 27
2.3.3 4，6－二硝基氯苯法 28
2.4 AB及BB型单体 28
2.5 单体的抗氧化 30
参考文献 31
第3章 PBO聚合物制备技术 34
3.1 脱HCl法 35
3.1.1 对苯二甲酰氯法 36
3.1.2 对苯二甲酸法 37
3.1.3 脱HCl缩聚工艺影响因素 37
3.2 络合盐法 40
3.2.1 络合盐的制作方法 40
3.2.2 络合盐法制备PBO的国内外进展 42
3.2.3 TA络合盐的质量评价与质量影响因素 43
3.2.4 TA络合盐法制备PBO 45
3.3 AB型自缩合法 46
3.4 三甲基硅烷基化法 47
3.5 对羟基苯甲酸酯法 49
3.6 中间相聚合法 49
3.7 有机溶剂制备PBO前驱体法合成PBO聚合物 50
3.8 聚合反应设备 51
3.8.1 釜内容积 51
3.8.2 釜体的选材 51
3.8.3 搅拌器型式及搅拌转速 52
3.8.4 轴封型式的确定 53
参考文献 60
第4章 PBO纤维的纺丝及后处理工艺 63
4.1 PBO纤维的纺丝工艺国内外发展情况 64
4.2 PBO纤维的纺制 66
4.2.1 纺丝原液的组成 67
4.2.2 纺丝压力 68
4.2.3 纺丝温度 68
4.2.4 空气隙长度 69
4.2.5 凝固浴的组成与温度 70
4.2.6 拉伸比 71
4.3 PBO的相关检测 72
4.3.1 聚合物特性黏度的测定 72
4.3.2 PBO的单体DAR可通过HPLC分析法进行纯度评价 73
4.3.3 高温高湿下强度的评价 73
4.3.4 纤维强度保持率的测定 73
4.3.5 金属浓度的测定 73
4.3.6 光暴露试验 73
4.3.7 拉曼位移的测定方法 73
4.3.8 压缩强度的测定方法 74
参考文献 74
第5章 PBO纤维的结构与性能 76
5.1 PBO初纺纤维 76
5.1.1 化学成分组成 77
5.1.2 皮芯结构及其影响因素 77
5.1.3 取向结构 80
5.1.4 晶体结构 81
5.1.5 微纤化结构 83
5.1.6 纤维表面结构 83
5.2 PBO初纺纤维的后处理 84
5.2.1 残留小分子及其对纤维性能的影响 84
5.2.2 热处理对纤维的影响 85
5.3 PBO纤维性能的表征方法 98
5.3.1 抗张强度及模量 98
5.3.2 抗压强度测试 100
5.3.3 界面性能及测试方法 102
参考文献 104
第6章 PBO纤维的老化与防护 105
6.1 PBO纤维的紫外老化 105
6.1.1 PBO纤维老化机理 106
6.1.2 光老化防护 108
6.2 PBO纤维的原子氧老化 110
6.2.1 老化机理 110
6.2.2 老化防护 111
6.3 PBO纤维的湿热老化 113
6.3.1 老化机理 113
6.3.2 老化防护 113
6.4 PBO纤维的热氧老化 113
6.4.1 老化机理 113
6.4.2 老化防护 114
参考文献 115
第7章 PBO纤维的增强及改性技术 116
7.1 碳纳米管对PBO纤维的增强改性 116
7.1.1 碳纳米管及其功能化处理 118
7.1.2 碳纳米管PBO纤维的共混复合改性 121
7.1.3 碳纳米管PBO纤维的原位共聚改性 125
7.2 石墨烯对PBO聚合物的增强改性 135
7.2.1 石墨烯及其功能化处理 135
7.2.2 石墨烯PBO共混或共聚纤维的制备 139
7.2.3 石墨烯PBO共混或共聚薄膜的制备 143
7.3 PBO纤维第三单体共聚改性技术 145
参考文献 148
第8章 PBO纤维表面处理技术 150
8.1 化学刻蚀法 150
8.2 偶联剂处理 153
8.3 纳米粒子的化学接枝或包覆 155
8.3.1 纳米TiO2表面接枝或包覆 155
8.3.2 纳米ZnO表面涂覆或原位生长 156
8.3.3 POSS的表面接枝改性 159
8.3.4 氧化石墨烯的表面接枝改性 160
8.4 等离子体处理 164
8.4.1 等离子体法对PBO纤维表面的直接改性 165
8.4.2 等离子体介导的PBO纤维表面接枝改性 166
8.5 γ射线辐照处理 168
8.5.1 辐照改性基本概念 168
8.5.2 基于γ射线辐照的PBO纤维接枝改性 170
8.6 酶催化改性 174
8.7 PBO纤维的表面处理效果评价 175
8.7.1 PBO纤维表面官能团评价 175
8.7.2 PBO纤维表面粗糙度评价 176
8.7.3 PBO纤维表面浸润性评价 177
8.7.4 PBO纤维复合材料界面性能评价 178
参考文献 180
第9章 PBO纤维应用 184
9.1 高性能PBO复合材料 184
9.1.1 耐压容器 184
9.1.2 防弹材料 191
9.1.3 补强材料 193
9.1.4 其他应用 193
9.2 高性能PBO纤维织物 198
9.2.1 高强度绳索 198
9.2.2 膜材料 199
9.2.3 其他材料 200
9.3 PBO纤维基碳纤维 201
参考文献 202