PBO纤维复合材料探索研究.pdf

固体火箭技术
第24卷第4期JournalofSolidRocketTechnologyVol.24No.42001

文章编号:100622793(2001)0420066203

a
PBO纤维复合材料探索研究

王百亚,任鹏刚,杨建奎
(中国航天科技集团公司四院四十三所,西安710025)

摘要:简要概述了PBO纤维及其复合材料的应用,分别进展,新型高性能纤维层出不穷,在材料领域内十分
行了PBO纤维ö环氧复合材料干法、湿法缠绕成型的NOL活跃。从现已开发的纤维品种中,PBO(聚对苯撑苯
环性能试验分析,并采用电晕表面处理方法对NOL环进行并双恶唑)纤维最为突出。该纤维原由美国空军
了试验研究;选用干法缠绕成型工艺进行了150mm压力
51970年作为飞机用结构材料开始研制,后得到了
容器试验,初步结果表明,电晕处理效果不明显;150mm
5各国研究人员的普遍关注和研究。
压力容器的pVöWC可达47155km。
PBO纤维是聚芳杂环类芳族有机纤维,其分
关键词:聚合物基复合材料;有机增加纤维;缠绕工艺;性能
试验子化学结构为

中图分类号:V258文献标识码:A
具有刚性极强的线形伸直链结构[1]。
TheexploriatorystudyontheadvancedPBOfiber日本东洋纺公司生产的“Zylon”PBO纤维是通
composite过高分子液晶纺丝技术得到初生丝。此项技术,东
[2]
WANGBai2ya,RENPeng2gang,YANGJian2kui洋公司有一定研究。该纤维性能指标:PBO2AS
3
∥The43rdInstituteoftheFourthAcademyofCASC,纤维密度1154göcm;拉伸强度518GPa;拉伸模量
Xi'an710025,China.180GPa;断裂伸长率315%;吸湿率210%;热分解
温度650℃;极限氧指数LDI68。PBO2HM纤维的
Abstract:TheapplicationofPBOfiberanditscomposite密度1156göcm3;拉伸强度518GPa;拉伸模量
arebrieflyintroduced.Experimentalanalysisoftheme2280GPa;断裂伸长率215%;吸湿率016%;热分解
chanicalpropertiesofPBOfiberöepoxycompositeNOL温度650℃;极限氧指数LDI68。1991～1994年美
ringspreparedbypre2impregnatedandwetprecesseswind2国DOW化学公司与日本东洋纺公司合作共同开
ingrespectively,andthetestingresearchofNOLringswas
发PBO纤维制造技术,1995年就已开始小批量生
carriedoutbyelectronicradiationtreatmentonPBOfiber.
产。参考文献[3]报道了抗拉强度已达710GPa,杨
Pre2impregnated2roving2wound5150mmpressurevessels
氏模量300～400GPa,成为当前纤维增强复合材料
weretested.Thepreliminaryresultsshowthatnoobvious
中比强度和比模量最高的增强材料。
improvmentofinterfacialpropertiesoffiberöepoxycom2
positebyelectronicradiationtreatmentexists;Thecharac2在PBO纤维复合材料壳体方面,美国

teristiccoefficientpVöWCofthevesselsreach47.55km.Bruswick公司已采用抗拉强度为515GPa级的
Keywords:polymermatrixcomposite;organicreinforcedPBO纤维进行缠绕容器的综合研究,共缠绕6台
fiber;winding;performancetest内径250mm的球形高压容器,实测平均爆破压强
91MPa,纤维发挥应力4173GPa,纤维强度转化率

1引言86%。该复合材料特性系数pVöWC为6512km,与
近年来,随着分子设计和工艺技术的不断发T2400炭纤维缠绕容器(抗拉强度5165GPa,pVö

a收稿日期:2000212219。
作者简介:王百亚(1965-),女,高工,从事复合材料研究工作。
—66—
©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.
2001年12月王百亚,等:PBO纤维复合材