PBO-SWNT復合纖維的制備及結構與性能研究.pdf

1、聚苯撐苯并雙噁唑[poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole),PBO]纖維是新一代高性能纖維的代表，它具有高強度、高模量、優(yōu)異的耐高溫性能等。PBO是剛性棒狀的高分子，分子間的相互作用力很弱，這種結構使得PBO纖維存在一些缺陷，如壓縮性能較低、耐紫外光性能差等。針對PBO纖維的這些缺點，本文通過制備聚對苯撐苯并雙噁唑/單壁碳納米管(PBO/SWNT)復合纖維，以期提高PBO纖維的力學性能、耐熱性能，改善它

2、的耐紫外光性能。
　　本文主要通過強酸對單壁碳納米管(single-walledcarbonnanotubes,SWNTs)進行處理，使得SWNTs的表面增加了極性官能團，獲得了羧基化的單壁碳納米管，即SWNTs-COOH。并且對單壁碳納米管的結構和表面形貌進行了表征分析。結果表明，經過強氧化性酸處理后，SWNTs表面增加了羧基官能團，改善了它在溶劑中的溶解性。
　　本文提出了先制成4,6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽/對苯二甲酸/

3、羧基化的單壁碳納米管(DADHB/TAP/SWNTs-COOH)絡合鹽，然后進行自縮聚成PBO/SWNT復合物的方法。對PBO/SWNT復合物的合成進行了研究，討論了影響聚合的一些關鍵因素。并且對DADHB/TAP/SWNTs-COOH絡合鹽、PBO/SWNT復合物的結構進行了表征分析。此外，還采用一點法測量了PBO/SWNT復合物的特性粘數。結果表明，單壁碳納米管的加入方式、加入量等因素對能否成功地制備PBO/SWNT復合物有著很重要

4、的影響。
　　采用干噴濕紡法對PBO/SWNT復合物進行了紡制，制得了PBO/SWNT復合纖維。并且對PBO/SWNT復合纖維的表面結構、晶體結構、熱性能、力學性能和耐紫外線性能進行了表征。研究結果表明：PBO/SWNT復合纖維的表面不像PBO纖維那樣致密光滑；PBO/SWNT復合纖維比PBO纖維具有更加優(yōu)異的耐熱性能；此外，碳納米管和PBO之間發(fā)生了協(xié)同促進作用，使得PBO/SWNT復合纖維的力學性能得到大幅度提升。當SWNTs