构。力学性能和应用领域及前景进行了综合评述。

　　1概述Zylon是日本东洋纺的PBO纤维（聚苯撑苯并口恶唑纤维）的商品名，这种PBO纤维是由二氨基间苯二酚与对苯二甲酸在多磷酸和五氧化磷溶液中进行溶液聚合而制得光学各向异性的液晶溶液，经干喷湿纺制成初纺普通丝（AS），若进一步在600*C以上高温热处理，便得到高模（HM）型纤PBO聚合物是含有芳香杂环的聚苯唑聚合物的一种，*初由美国空军材料试验室作为一种耐高温性能比Kevlar好的材料而进行开发。*早开发出聚苯唑类纤维为PBZT（聚苯撑苯并□恶唑）纤维，由于PB0在性能和成本上的优势，转而成为聚苯唑类纤维开发的主流。在商业化方面，道（Dow）化学公司从拥有聚苯唑类聚合物基本专利的斯坦佛化学研究所获得专利许可证，开发出了一种新的单体合成、聚合和纺丝技术。1991年道化学公司由于纺丝技术上的障碍开始与日本东洋纺公司合作，1994年他们共同开发出一种独特的纺丝技术。1995年春，东洋纺在道化学公司的专利许可下，开始在1t/a的中试装置上试生产，1998年10月正式投产，投资30亿日元，年产400t，价格在1万日元Ag~2万日元Ag23*4.组成，并含有毛细孔状微孔，存在于微原纤之间，这些微孔通过微原纤之间的裂纹或空隙相互连接在一起。在纤维表面存在一个薄的不含微孔的皮层区域染色样品的TEM观察得到皮层大约厚度为0.2微原纤由沿纤维高度取向的伸展的PBO分子链构成，AS型纤维的赫而曼（Hemann）取向因子超过0.95，HM型纤维的赫而曼取向因子高达0.99.其晶胞a轴存在择优取向，并沿纤维横截面的半径方向排列。刚性链对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）液晶纺丝液经干喷湿纺得到的芳纶Kevlar纤维也具有这种相同的晶胞a轴的择优取向，但两者的这种取向的机理显然是不同的。对于PPTA纤维，纤维成形时水分子和酰胺基之间的氢键是这种择优取向的关键，对于PBO纤维的这种取向机理还不十分清楚。

　　在热处理之后PB0纤维的微晶尺寸在径向和横向均有所加，PB0纤维的微晶表观尺寸见表1.表1Zylon微晶尺寸微晶尺寸（*）密勒指数X-衍射测试TEM暗场测试PBO纤维的大分子同PPTA纤维的一样属于刚性链，纤维均采用液晶溶液经干喷湿法纺丝而成，比较其晶体结构发现，所有的分子链、晶体和微原纤/原纤均沿纤维轴向高度取向。PBO的大纤维强度（%）密度（g/cm3）回潮率3Zylon纤维的基本性能及其与其他纤维性能的对比3.1基本性能及其与结构的关系Zylon纤维是强度和模量为对位芳纶两倍的新一代超高性能纤维，其分解点温度比对位芳纶纤维高100 *C，极限氧指数为68，是有机高性能纤维中*高的。Zylon目前有两种类型，一种为AS普通丝，一种为HM高模丝，两者在模量、吸湿等方面是不相同的，其基本性能见表2.表2 Zylon基本性能参数性巨单丝细度（dpf）断裂伸长率（％）吸湿率（％）分解温度（*c）热膨胀系数分子中刚性的苯环及杂环是几乎与链轴共轴的，在拉伸变形时，应变能直接由刚性对位键和环的变形而消耗，而PPTA的分子链是锯齿构型的，链键向链轴倾斜，这样，拉伸应变能部分用于苯环的重新取向上而导致其模量不如PB0纤维。完全结晶、完全取向、无限长链的PB0纤维的预测拉伸模量在24652N/tex（具体大小受热处理条件的影响）实际模量受晶区取向、分子链长及低序区的影响，高模型在191.10N/tex左右，几乎可接近理论预测值。

　　纤维的强度主要由共价键和主链堆砌密度决定，也受到分子量分布、分子链取向、链与链之间的次价键作用、纤维形态结构的不匀和各向异性及杂质和空隙的存在的影响，强度的提高必须通过多种途径来解决。PB0纤维的强度理论预测值为12.74N/tex以上，实际只有3.与理论值相差很大。实际上，很少有实际纤维的强度超过其理论值的一半。

　　刚性链聚合物纤维由于其芳香主链、刚性分子链节和高度有序而有很高的热稳定性，加之PBO纤维主链上杂环的存在而使得其耐热比PP-TA纤维高出100*C左右4. 3.2与其他纤维的性能对比在高性能纤维中Zylon具有*高的拉伸强度和拉伸模量，其性能对比见下表。

　　4力学性能4.1捻度对拉伸力学性能的影响Zylon―般是无捻丝，为了得到*佳拉伸强力一般施加一定的捻度。对于不同线密度的复丝，*佳捻度水平可用捻系数来估算捻系数用下面的公式得到：=0.131X捻度（捻/英寸）Zylon复丝的*佳捻系数在10左右，捻系数与拉伸强度和模量的关系规律与普通复丝相同，强度随捻系数的加而提高，达到*佳捻系数之后强度随捻系数的加而降低；模量随捻系数的加而降低。

　　4.2冲击能量吸收Zylon复合材料的冲击能量吸收比对位芳纶复合材料高将近两倍，无论在结构复合材料还是在防弹复合材料上都具有广阔的应用前景。

　　4.3蠕变性能Zylon纤维比对位芳纶的抗蠕变性能好，Zylon高模纤维在50%断裂载荷下100h的塑性变形不蠕变参数指时间对数一应变曲线的斜率，表4将对位芳纶和Zylon纤维在50%强度下的蠕变参数做了对比，应注意的是Zylon在50%断裂载荷下的载荷绝对值是同样条件下对位芳纶的两倍。

　　表4蠕变参数对比在一定载荷下，一定时间之后纱线会发生断裂。使用外推法，得到在55%断裂应力水平下其断裂时间为107min（19年）。

　　4.4耐磨与耐弯曲疲劳性能在同样载荷水平下，Zylon比对位芳纶的耐磨性优良。对于均为1500d的ZylonAS，ZylonHM、对位芳纶、高模对位芳纶、共聚对位芳纶，在1g/d初始张力条件下的磨断循环周期分别为5000，次之后的强度保持率分别在35%，5热对纤维力学性能的影响5.1空气中热处理后的强度保持率100h之后的强度保持率分别在42%和48%左右。

　　5.2热蒸汽处理后的强度保持率度保持率为40% ~50%，在对位芳纶和共聚芳纶之间。

　　5.3温度对强度和模量的影响即便在400*CZylon还能保持在室温时强度的40%，保持在室温时模量的75%. 4热空气中收缩率缩率只有0.1%左右，比共聚对位芳纶和对位芳纶在同样条件下的热收缩率（分别为0.7%和0.45%）低许多。

　　6产品形式及规格东洋纺的Zylon有等长切断纤维、短纤维、加捻纱和长丝，其具体规格见表5.表5 Zylon产品规格AS普通型HM高模型长丝纱线支数（dtex）单丝根数（0筒管直径（mm）筒管长度（mm）切断纤维长度（mm）短纤维长度（mm）加捻纱公制支数（Nm）英制支数（Ne）7产品用途材料和耐摩擦材料领域以及电缆的承载和绳索领域等，具体应用概括举例见表667. Zylon可用在运动领域、防护材料领域、耐热表6 Zylon的应用应用领域用途例子期待的性能及优点对纤维特性的要求张力承载光纤电缆承载部分架桥用缆绳缆绳直径减小，容量增大高模量尺寸稳定（低蠕变）绝缘性（低介电损耗）轮胎帘子线轮胎轻量化，系统节能高模、高强低收缩率耐热垫材铝材、玻璃制品成型时耐耐热性超过350*C的替代钢/陶瓷纤维的耐热性好热垫材柔软垫材毡化后柔软防护材料消防服轻量化，减轻消防战士负荷耐热、防火防弹头盔、方弹衣轻量化，高风险威胁防护高强、高模运动领域帆布挡风性好（风吹布时布的变形小）高模高强（撕裂强度）网球拍、滑雪杆用复合材料轻量化，吸震性好高强高模震动衰减性能好骑手服（赛马、赛车服）轻量化，耐久性好跌倒安全性好（耐摩擦热）高强、高模耐热大野康雄，矢吹和之。次世代又一/、-纤维「f口东洋纺织株氏会社。次世代又一/、-纤维「f口