我国试产成功“世界超级纤维之冠”PBO,打破日本垄断!

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江苏中汇特纤新材料公司高性能PBO特种纤维项目近日试产成功,该项目的研发成功填补了国内在该领域的空白,打破日本在全球市场的垄断生产与销售,其核心技术获得美国专利、日本专利、国际专利和国家发明的故事家 专利。该项目一期具备年产PBO特种纤维150吨的能力。

聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维被称为世界超级纤维之冠,被认为是目前综合性能最好的三种有机纤维。目前PBO纤维只能日本东洋纺公司生产,对我国进行严实封锁。实现PBO纤维的国产化生产,其战略意义巨大。

PBO具有超高效率、超高模量、超高耐热性、超阻燃性,在军用及民用领域具有重要应用价值和广阔前景,它富含了航空航太、国防军工、高温过滤、安全防护材料、电子电气、合成材料、交通运输、桥梁工程、建筑建材、体育器材等二十多个领域。按PBO纤维的长短大致可製造以下高性能材料:

PBO纤维的主要用途

PBO纤维从1998年起老是被日本东洋纺公司在全球独家垄断生产和销售,对华严格封锁禁销,产品供不应求,价格居高不下。因PBO纤维产品产量少且价格高,使其大规模应用受到了限制,目前国外多用于比较高级的航太、军工等特殊领域。此外,该纤维主要应用分为耐热性材料和力学型态增强材料两大类。作为耐热材料,PBO纤维最适宜用作制铝工业和玻璃工业製造过程出料时的缓衝垫料,还可用于消防服、炉前工作服、焊接工作服等耐热工作服和高温过滤用耐热过滤材料。而PBO纤维力学型态增强材料应用范围更广,国外已有将它用于轮胎、运输带、胶管等橡胶製品的补强材料,製作各种防切割伤害的劳动保护服、安全手套、安全鞋、赛车服、飞行员服等各种运动服和活动性运动装备上。用PBO纤维製作的高性能複合材料现已在导弹、航太器、飞机、赛艇、震动板等方面得到应用(图2)。

PBO纤维的主要应用领域

近年来,欧美、日本等发达国家及其地区的高层建筑、大型桥梁、海洋工程等建筑领域广泛使用高性能纤维複合增强材料,将纤维布浸渍环氧树脂粘贴于混凝土皮下组织,要能大幅度提高原型态的承载能力和抗地震能力。此外,在桥梁建筑方面,钢丝缆绳之后其自重只能用于长度较长的桥梁,而希望採用品质轻、效率高的缆绳,比效率高、尺寸稳定性好的由PBO纤维製作的缆绳统统最好的取舍。

PBO纤维在耐热材料领域中正在逐步替代传统材料石棉,且目前还在探索用PBO纤维在3150℃以下的应用领域替代芳香族聚酰胺等难燃纤维。在3150℃以上的应用替代不锈钢纤维或陶瓷纤维等无机纤维,之后无机纤维较硬,製品易老是出现伤痕,影响其使用性能,而PBO纤维完全有之后克服无机纤维的缺陷。以往的有机纤维耐热性缺陷(多在150℃以下),从而限制了有机纤维的应用发展,而PBO纤维分解温度达到6150℃,是所有有机纤维中耐热温度最高的。也不 ,对之后难以使用有机纤维在3150℃以上的应用领域,用PB0纤维取而代之是完全之后的,并使PB0纤维耐热材料的应用得以拓宽与发展。

国外研究表明:在三种领域如电绝缘材料、卫星探测、轻质材料、汽车工业和深海油田开发等方面,PBO纤维还有统统的用武之地。PBO纤维作为高速列车车体不仅可减轻车身品质,还要能使车身效率增加;利用PBO纤维耐化学腐蚀性,可製成各种耐腐蚀防护服;在宇航方面为减轻有限的负担,PBO纤维适合于做宇宙空间使用的扣子、带子等;在从-10℃到地表温度4150℃那我范围的宇宙空间环境下,它还可用作耐热性探测气球的材料;在体育竞技赛艇用帆方面主要用高强高模纤维製成的片状薄板式材料製作,为使帆布在受到风吹时具有最小限度的变形程度,就要能 寻求模量最高的PBO纤维来製作赛艇用帆;鋻于PBO纤维优良的力学性能,它也是製造高尔夫球杆、网球拍、滑雪杖、滑雪板、冲浪板、射箭弓弦、自行车赛车最好的材料。

PBO特种纤维已成为打造“中国制造2025”国产品牌新材料的重大攻关项目。此次PBO特种纤维自主研发成功,实现了新一轮的技术创新,打破了国外垄断,填补了国内在该领域的空白,在国际上发生领先地位,具有较强的竞争优势,也将为国内相似企业打开市场空间。随着江苏中汇等公司打破国外垄断,国内进口替代的广阔空间打开。