登录注册
“飞龙在天”,飞行汽车、航天航空21世纪的超级纤维
谁与争锋
蜜汁自信
2024-01-17 01:36:44

飞龙在天飞行汽车航天航空21世纪的超级纤维

强度超碳纤维可做防弹衣的超级纤维

PBO纤维是20世纪80年代美国为发展航天航空事业而开发的复合材料用增强材料是含有杂环芳香族的聚酰胺家族中最有发展前途的一个成员被誉为21世纪超级纤维

1发展历史

PBO是由美国空军空气动力学开发研究人员发明的首先由美国斯坦福(Stanford)大学研究所(SRI)拥有基本专利以后美国陶氏(DOW)化学公司得到授权并对PBO进行了工业性开发同时改进了原来单体合成的方法新工艺几乎没有同分异构体副产物生成提高了合成单体的收率打下了产业化的基础

2PBO纤维的发展前景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复合增强材料将纤维布浸渍环氧树脂粘贴于混凝土表面可以大幅度提高原结构的承载能力和抗地震能力此外在桥梁建筑方面钢丝缆绳由于其自重不能用于长度较长的桥梁而希望采用质量轻强度高的缆绳比强度高尺寸稳定性好的由PBO纤维制作的缆绳就是最好的选择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350℃以下的应用领域替代芳香族聚酰胺等难燃纤维在350℃以上的应用替代不锈钢纤维或陶瓷纤维等无机纤维由于无机纤维较硬制品易出现伤痕影响其使用性能而PBO纤维完全有可能克服无机纤维的不足以往的有机纤维耐热性不够(多在400℃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650℃是所有有机纤维中耐热温度最高的因此对以前难以使用有机纤维在350℃以上的应用领域用PB0纤维取而代之是完全可能的并使PB0纤维耐热材料的应用得以拓宽与发展国外研究表明在其他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纤维还有很多的用武之地PBO纤维作为高速列车车体不仅可减轻车身质量还可以使车身强度增加利用PBO纤维耐化学腐蚀性可制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460℃这样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制成的片状薄板式材料制作为使帆布在受到风吹时具有最小限度的变形程度就必须寻求模量最高的PBO纤维来制作赛艇用帆鉴于PBO纤维优良的力学性能它也是制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纤维关键技术研发与产业化发展可以使我国PBO纤维摆脱长期受制于国外技术垄断与控制的困境走上一条自主创新前景光明应用广阔的PBO纤维国产化规模化发展之路有助于我国航天航空国防军工及民用工业等高性能PBO材料的开发应用与可持续发展3纤维性能据东洋纺报道其高端PBO纤维产品的强度为5.8GPa德国有报道为5.2GPa模量180GPa在现有的化学纤维中最高耐热温度达到600℃极限氧指数68在火焰中不燃烧不收缩耐热性和难燃性高于其它任何一种有机纤维主要用于耐热产业纺织品和纤维增强材料PBO与其它高性能纤维的性能比较

由表可见PBO纤维的强度模量耐热性和抗燃性特别是PBO纤维的强度不仅超过钢纤维而且可凌驾于碳纤维之上此外PBO纤维的耐冲击性耐摩擦性和尺寸稳定性均很优异并且质轻而柔软是极其理想的纺织原料
PBO作为21世纪超性能纤维具有十分优异的物理机械性能和化学性能其强力模量为Kevlar(凯夫拉)纤维的2倍并兼有间位芳纶耐热阻燃的性能而且物理化学性能完全超过迄今在高性能纤维领域处于领先地位的Kevlar纤维一根直径为1毫米的PBO细丝可吊起450千克的重量其强度是钢丝纤维的10倍以上4PBO纤维表面改性

PBO纤维的主要特点是耐热性好强度和模量高故应用广泛(1)长丝的应用可用于轮胎胶带(运输带)胶管等橡胶制品的补强材料各种塑料和混凝土等的补强材料弹道导弹和复合材料的增强组分纤维光缆的受拉件和光缆的保护膜电热线耳机线等各种软线的增强纤维绳索和缆绳等高拉力材料高温过滤用耐热过滤材料导弹和子弹的防护设备防弹背心防弹头盔和高性能航行服网球快艇赛艇等体育器材高级扩音器振动板新型通讯用材料航空航天用材料等(2)短切纤和和浆粕的应用可用于摩擦材料和密封垫片用补强纤维各种树脂塑料的增强材料等(3)纱线的应用可用于消防服炉前工作服焊接工作服等处理熔融金属现场用的耐热工作服防切伤的保护服安全手套和安全鞋赛车服骑手服各种运动服和活动性运动装备Carrace飞行员服防割破装备等(4)短纤维的应用主要用于铝材挤压加工等用的耐热缓冲垫毡高温过滤用耐热过滤材料热防护皮带等

PBO的工业化生产始于上世纪末的1998年因其优异的性能一出现就引起极大关注被称为21世纪超级纤维
PBO为什么能被称为21世纪超级纤维
PBO纤维是目前强度最高综合性能最好的高性能有机纤维是继芳纶纤维碳纤维之后的新一代高性能纤维其突出性能优势主要表现在以下几方面
力学性能优异PBO纤维强度达到5.8GPa芳纶为2.9~3.4GPa模量达到280GPa芳纶为64~144GPa为有机纤维中最高同时也高于碳纤维等无机高性能纤维
耐热性能好PBO纤维热分解温度达到650℃同样为有机纤维中最高耐热工作温度比芳纶高100℃左右
阻燃性能优异PBO纤维极限氧指数达到68%芳纶为29%在有机纤维中仅次于聚四氟乙烯纤维
化学稳定性极好除溶解于100%的浓硫酸甲基磺酸多聚磷酸等强酸外 , 在其他所有的有机溶剂和碱中都是稳定的强度几乎不变
因此PBO纤维被认为是下一代装甲防护用基础材料及航天结构部件航空结构/隐身领域的关键原材料同时在光缆车辆防护人体防护建筑增强和体育用品等民用领域也有着广阔的应用前景是一种军民两用的高端纤维材料对支撑传统复合材料产业实现性能跨越式提升推动升级换代具有重要意义
PBO纤维还成功应用于国内飞机的黑匣子壳体PBO纤维是制造飞机黑匣子的理想材料其透波率高达98%以上在海水里三个月也不会腐烂在火焰中不燃烧不收缩并且具有耐冲击性对飞机黑匣子起到保护作用
PBO性能概述
PBO-HM对应更高结晶程度更少结构缺陷更能满足航空航天承力部件等的要求例如作为航天飞行器的机翼固体火箭发动机机身运动帆船的主缆操纵杆等都需要PBO-HM作为原料PBO-AS在消防服压力器具缆绳高温过滤铝合金和玻璃工业耐高温毡等方面有重要应用
国内对高性能PBO纤维的研究前后已历经20多年关键基础技术性问题已经得到解决
PBO纤维应用前瞻
基于PBO纤维的高强高模耐高温和阻燃特性其应用前瞻包括如下
1. 航空航天
PBO纤维以更高比强度模量取代玻璃纤维甚至碳纤维作为复合材料增强体在无人飞机机身机翼制造隐身飞机透波层材料等方面将体现优越性实现更强更轻和在温度极端变化环境下性能保持的要求
2. 交通运输
列车上的承力及非承力构件例如车头车身转向盘座椅等以PBO纤维复合材料代替碳纤维复合材料能进一步减重对于高速列车运行节省电力提高载客能力具有重要意义
3. 高温生产
PBO纤维是铝合金和玻璃加工业耐高温垫毡的优良原料比芳纶毡使用寿命长
4. 新能源
燃料电池也是未来汽车能源的一种重要方向其中氢气的储存需要压力容器PBO纤维缠绕成型可满足要求

最新研发进展评述
PBO纤维是由美国发明的一种新型高性能纤维日本东洋纺公司从美国购买了PBO纤维专利技术随后东洋纺公司建成了PBO纤维生产线成为世界上唯一一家可以工业化批量生产PBO纤维的公司东洋纺公司的PBO纤维却不对中国出售
工业化批量生产PBO纤维是一道难题但没有难倒中国

飞龙在天鼎龙科技公司的特种工程材料单体主要为聚酰亚胺单体和PBO单体用于合成聚酰亚胺材料及PBO纤维

每日经济新闻2024-01-03 15:41

每经AI快讯有投资者在投资者互动平台提问董秘您好请问贵公司的业务特种工程材料单体具体是什么可以应用到哪些领域贵公司的经营种类当中有哪些前景谢谢

鼎龙科技603004.SH1月3日在投资者互动平台表示公司的特种工程材料单体主要为聚酰亚胺单体和PBO单体用于合成聚酰亚胺材料及PBO纤维聚酰亚胺目前已广泛应用于电子通信航天航空新能源电气绝缘汽车工业等各个领域PBO纤维在航空航天电子信息汽车零配件消防等诸多领域具有非常广阔的应用前景



作者利益披露:转载,不作为证券推荐或投资建议,旨在提供更多信息,作者不保证其内容准确性。
声明:文章观点来自网友,仅为作者个人研究意见,不代表韭研公社观点及立场,站内所有文章均不构成投资建议,请投资者注意风险,独立审慎决策。
S
鼎龙科技
S
光洋股份
S
长源东谷
S
山河智能
S
建新股份
工分
3.35
转发
收藏
投诉
复制链接
分享到微信
有用 2
打赏作者
无用
真知无价,用钱说话
0个人打赏
同时转发
评论(2)
只看楼主
热度排序
最新发布
最新互动
  • 谁与争锋
    蜜汁自信
    只看TA
    01-17 23:01
    鼎龙科技暴力反转模型
    $鼎龙科技(SH603004)$​ $龙头股份(SH600630)$​ $圣龙股份(SH603178)$​

    1
    0
    打赏
    回复
    投诉
  • 谁与争锋
    蜜汁自信
    只看TA
    01-17 10:46
    “飞龙在天”,飞行汽车、航天航空21世纪的超级纤维
    转:“飞龙在天”,飞行汽车、航天航空21世纪的超级纤维
    强度超碳纤维,可做防弹衣的超级纤维:
    PBO纤维是20世纪80年代美国为发展航天航空事业而开发的复合材料用增强材料,是含有杂环芳香族的聚酰胺家族中最有发展前途的一个成员,被誉为21世纪超级纤维


    每日经济新闻2024-01-03 15:41

    每经AI快讯,有投资者在投资者互动平台提问:董秘您好,请问贵公司的业务特种工程材料单体具体是什么?可以应用到哪些领域?贵公司的经营种类当中,有哪些前景?谢谢

    鼎龙科技(603004.SH)1月3日在投资者互动平台表示,公司的特种工程材料单体主要为聚酰亚胺单体和PBO单体,用于合成聚酰亚胺材料及PBO纤维。聚酰亚胺目前已广泛应用于电子通信、航天航空、新能源、电气绝缘、汽车工业等各个领域;PBO纤维在航空航天、电子信息、汽车零配件、消防等诸多领域具有非常广阔的应用前景

    (来自韭研公社APP)


    $龙头股份(SH600630)$ $深中华A(SZ000017)$      
    1
    0
    打赏
    回复
    投诉
  • 1
前往