PBO纤维复合材料的拉伸性能研究.pdf

PBO纤维复合材料的拉伸性能研究

王斌金志浩刘爱华2丘哲明2
(1西安交通大学材料学院，西安710049)
(2陕西非金属材料工艺研究所，西安710025)

文摘对PBO纤维的干纱、复丝以及单向复合材料的拉伸性能进行实验测试，探讨了测试标准对
PBO复丝性能的影响，采用SEM观察了PBO纤维表面形貌和复合材料拉伸破坏断口特征，并与F一12纤维
相应的拉伸性能进行了对比。结果表明：PBO纤维单向复合材料比F一12纤维具有更为杰出的拉伸性能，拉
伸强度比F一12高约28．3％～55．4％、拉伸模量高约8O％。PBO纤维复丝性能因测试标准不同其拉伸强度
和拉伸模量相差较大。SEM观察到PBO纤维表面极光滑，与树脂界面粘结差，其复合材料拉伸破坏断口呈
“皮芯”抽离和纤维撕裂破环特征。
关键词PBO纤维，单向复合材料，拉伸性能

TensilePropertiesofHighPerformancePBOFibreComposites

WangBinJinZhihaoLiuAihua2QiuZheming2
(1SchoolofMaterialsScienceTechnology&Engineering，Xi’allJiaoTcngUniversity，Xi’all710049)
(2ShaanxlInstituteofNo-metallicMa~fiMandTechnology，Xi’all710325)

AbsWactTensilepropertiesofPBOfiberyarn．complexbundleandunidirectionalcompositeaJ1eexamined．Char—
acteristicsoffibersurfaceandtensilefractureaJ1estudiedbymeansofSEMandthepropertiesbetweenPBOandF一12
ffl'~ersaJ1ecozp~ed．ExperimentalresultsshowthattensilepropertiesofunidirectionalPBOfibercompositeshavemuch
highervaluethanthatofF一12．28．3％to55．4％higherintensilestrengthandabout80％higherintensilemodulus．
BecausediferentcomplexbundletestingstandardsaJ1eused．tensilestrengthandmodulusdifergreatly．SEMphotographs
indicatethatPBOfibersurfaceisveryslipperyandmayberesultedfrompooradhesivetoresin．PBOcompositetensile
damagefracturerevealsuniquecharacteristicofpeelingofthefiberskinandthefibrillarintheskintornfromthefiber

surface．．

KeywordsPBOfibre，Unidirectionalcomposite，Tensileproperty

1前言较多]，而对其性能的实验研究很少，尤其是未见
PBO纤维是一种高结晶度、低密度、高的拉伸强到有关PBO纤维复合材料应用方面的研究报道[。
度和模量的新型有机纤维，其强度、弹性模量约为对因此，为了缩短与世界先进水平的差距，本文对PBO
位芳纶纤维Kevlar一49的2倍，尤其是弹性模量，它纤维束和复合丝束的拉伸性能进行测试，比较验证
具有直链高分子纤维的极限弹性模量，其纤维增强了文献报道的数据，同时开展了PBO纤维复合材料
树脂基复合材料在应用于主要承受拉伸载荷的宇航的探索研究工作，测试了其单向拉伸性能，探讨了
结构复合材料高压容器方面，目前已成为研究的一PBO纤维在航天领域应用的可能性。
个热点[1．23。2试验
国内对PBO纤维及其复合材料的评述性文章2．1原材料

收稿13期：2OO3—10—24
王斌，l97o年出生，博士研究生，主要从事先进高性能复合材料的成型工艺及其界面性能的研究工作

一58一宇航材料工艺2OO4年第2期

PBO(AS)纤维(东洋纺公司生产)，F一12芳纶纤
维及自制RX2环氧树脂配方。
2．2纤维性能测试
纤维吸水率采用GB1462(1468)一88测试；密度
采用GJB348-87测试；线密度采用TACT6611．1-73
(纺织纤维线密度测试方法)测试；采用GJB348-87
标准进行试样制作，在日本岛津公司的DSS一10T—
s电子万