國產高性能PBO纖維的常溫等離子表面改性①

李文彬，李欣欣，張先梅，蘇永杰，鄭黎明，胡 瑩，范新年，許 偉

(1.華東理工大學材料科學與工程學院，特種功能高分子材料及相關技術教育部重點實驗室，上海 200237;2.華東理工大學理學院，上海 200237;3.中藍晨光化工研究院有限公司，成都 610041)

0 引言

PBO纖維(聚對苯撐苯并二噁唑，Poly-p-phenylenebenzobisthiazole)具有十分優異的物理機械性能和化學性能，在航空航天領域具有廣闊的應用前景［1－4］。雖然PBO纖維的本體性能非常優異，但其表面光滑，且缺少可反應的活性基團，在復合材料領域的應用受到了極大限制。因此，必須對PBO纖維進行表面改性，提高纖維與樹脂基體的界面粘結強度。

目前，僅有日本東洋紡公司實現了PBO纖維工業化生產，商品名為Zylon，分為原絲(Zylon-AS纖維)和熱處理高模絲(Zylon-HM纖維)，纖維拉伸強度達到5.8 GPa，遠高于芳綸纖維。對Zylon(PBO)纖維表面改性的方法包括強酸化學處理法［5］、共聚改性法［6］、偶聯劑法［7］、電暈處理法［8］、輻射處理法［9－10］、表面涂覆法［11］和等離子處理法［12］等。其中，低溫等離子處理法，因可較好地改善PBO纖維的界面性能，同時對纖維本體損傷較小，并具有連續化生產的優勢而受到關注。華南理工大學的周雪松等［13］對Zylon-AS進行氬氣低溫等離子改性，τIFSS提高 42.0%。Wu G M 等［14］研究了氧等離子體處理對界面剪切強度的影響。結果顯示，τIFSS提高了37.5%，而纖維的拉伸強度只減少了3.4%。

華東理工大學于20世紀90年代在國內率先開展了PBO纖維的研究工作，對單體合成、聚合工藝、PBO纖維液晶紡絲和高溫熱處理等進行了全方面系統的研究［15］。其后，北京大學、哈爾濱工業大學、北京玻璃鋼研究院、東華大學、上海交通大學、中藍晨光化工研究院有限公司等多家機構也相繼進行了PBO纖維的開發和應用研究工作。……