PBO纖維自然老化與加速老化的相關性研究①

應靈慧，汪益龍，劉小云，莊啟昕，韓哲文

(華東理工大學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)

0 引言

聚對亞苯基苯并二噁唑(PBO)是一種直線型聚芳雜環剛性棒狀液晶聚合物分子，可通過液晶紡絲技術制得高度取向的高性能纖維，在纖維中PBO分子沿軸向高度取向，具有出色的機械性能、熱性能和耐化學性能，其纖維的拉伸強度及拉伸模量約為對位芳綸纖維的2倍，廣泛用于航空、航天以及防彈、防爆等領域的先進結構復合材料中［1－6］。

2003年，美國一名身穿PBO纖維制成的防彈衣的警察中彈身亡，其主要原因就是PBO纖維在遇熱、光照和潮濕環境下的性能下降速度比原先預想要快［5］。國內最近幾年隨著PBO纖維產業化研究的進展，對PBO纖維老化失效的研究也日益重視。目前，國內外對PBO纖維老化方面的研究有熱老化、濕熱老化、光老化等［10－12］，大多采用人工加速老化的方式進行，對于自然氣候條件下老化和使用壽命評估方面的報道較少。自然條件下老化，更能反映材料的真實使用情況，準確評價材料在實際環境下的性能衰退和使用壽命，但實驗時間相對較長;而人工加速老化所需要的時間短，且可重復性好，但與材料的實際環境下老化存在一定偏差。

本文分別采用戶外自然暴曬實驗及人工加速老化實驗，研究了PBO纖維的老化失效現象，尋找兩者的相關性，以便能通過人工加速老化實驗來預測PBO纖維在戶外自然環境中的使用壽命。

1 實驗

1.1 試樣材料和實驗方法

(1)試樣:PBO纖維，初始強度為5.8 GPa，日本東洋紡公司。……