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专题综述

*一
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PBO／纳米复合材料的研究进展及前景展望

崔天放，马晓字，舒燕

(沈阳化工学院应用化学学院，辽宁沈阳110142)

一一
聚对苯撑苯并双嗯唑(简称PBO)是种在主PBO／纳米复合材料，赋予其定的声学、光学、化

一
链中存在着苯并双嗯唑基团的刚性聚合物。超级的学、电磁学等功能，将进步扩大PBO的应用领

共轭刚性结构，使这类聚合物具有优异的热稳定域。目前，对PBO／~纳米管(cNTs)复合材料和

一一
性、机械性能以及定的光电性能。其结构式为：PBO／粘土(clay)复合材料的研究已经取得了定

的成果，但其它纳米材料与PBO的复合研究报道

很少。

1．1PBO／CNTs复合材料

一一

．Pa
PBO纤维的拉伸强度为58G，拉伸模量最碳纳米管具有维中空的纳米结构，管径

～a
高可达280380GP。PBO纤维在受冲击时，可原般为几个纳米到几十纳米，管长可达几十微米甚至

纤化而吸收大量的冲击能，是十分优异的耐冲击材更长，比表面积大，机械强度高，热导率是目前导

P2
料。同时，BO纤维热分解温度达到650℃以上，热性能最好的金刚石的倍，电流传输能力是金属

是良好的耐高温材料。目前，PBO纤维被广泛应用铜线的1000倍，同时还有独特的金属或半导体导

于耐摩擦材料领域、耐热材料领域、防护材料领域电性，在复合材料增强体、催化剂载体等领域有着

㈣13]
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以及航天军事等敏感领域。不过，PBO纤维的广泛的应用前景。Satih等采用在多聚磷酸

一
高性能与理论值还有定差距，因此，PBO纤维的(PPA)体系中进行原位聚合的方法制备PBO／

一
改性直都是人们的研究热点。SWNT(单壁碳纳米管)复合材料。在实验过程中，

一二二
碳纳米管是在4，6氨基间苯酚盐酸盐
1PBo／纳米复合材料的研究进展
(DADHB)和对苯二甲酸(TA)分别完全脱去HCI
P
聚合物与纳米材料复合能得到功能性材料。后加入的，反应温度最终达到190℃，BO与

0：1030℃MSA
PBO有优异的热稳定性能以及力学性能，通过制备SWNT的质量比例为9。在下，在
4L／
中测得的黏度值为1dg，而在同样条件下制备

-
收稿日期：2007—12．07修回日期：2008一Ol一14
的PBO的黏度值为12dug。Satish等利用干喷湿
基金项目：2003年科研院所技术开发研究专项资金(2003EGll6053)。

～从
作者简介：崔天放1969)．女，博士，副教授，主要事功能高分
(纺法将PBO和PBO／SWNT制成纤维，并对其进行

子材料及复合材料研究。
了性能测试。结果表明，PBO／SWNT纤维的热稳定

20合成纤维SFC2008No．4

专题综述
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性以及拉伸性能都比PBO要好。2．1PBO／白炭黑复合材料
对于PBO／CNTs复合材料的研究，国内也有相白炭黑即水合二氧化硅，具有多孔性、高分散
关的报道。李金焕等【4】也是采用在PPA体系中进性、质轻、耐高温、不燃烧、电绝缘性好、化学性
行原位聚合的方法制备PBO／CNTs复合材料。在复能稳定等优点。
合之前对碳纳米管分别采用：在NaOH溶液中超声白炭黑微粒直径很小，一个粒子粒径大约在
波加热回流3h、浓硫酸和浓硝酸混合溶液进行强0．01～lm范围内。在其微小颗粒表面有3种不同
酸处理、利用盐酸催化在三甲氧基甲基硅烷的乙醇的基团：隔离羟基、相邻羟基、硅氧基1，如下
溶液中反应等3种不同的方法对其进行了表面处所示：
理，在其表面分别引入了si—O、一c0OH和一OH隔离羟基相邻羟基硅氧基
OOHOOH····一OHOOH
．
等活性基团，以增强CNTs与PBO的复合能力。实／＼J／＼}J／＼}
Si—卜一Si—卜一Si—卜一Si—卜一Si～0—^Si一0—^Si—卜一Sj—卜．Si—
验证明，对CNTs进行表面处理之后，其在有机溶JJJJJJJJJ
剂中具有良好的分散性。CNTs与PBO复合之后，白炭黑分子结构中的一s卜0活性与其所处的
利用取样对比分析、热重分析和纤维的强力测定，位置有关，处于结构中心的一s卜0键具有极性，
对PBO／CNTs复合材料的耐热性和拉伸性能进行了结合能力大；处于微粒表面的一si一0键活性大，
研究。研究表明，PBO／CNTs复合材料保持了PBO能与其他分子间发生力的结合作用。白炭黑表面的
优异的热稳定性能，纤维拉伸强度与同样条件下合si一0H基团具有很强的活性，易与其周围离子键
成的PBO纤维相比提高了40％～70％。该研究组合而起到补强作用。就化学组成而言，白炭黑表面
其后又进行了PBO／CNTs复合材料制备高压储氧气的特点是有