PBO纖維纏繞復合材料的初步應用研究

      分別進行了PBO纖維纏繞成型的單向復合材料力學性能試驗和+150mm壓力容器試驗，與Kevlar-49和F-12纖維的單向復合材料力學性能及Ø150mm壓力容器性能進行了對比，初步的應用研究結果表明，纏繞成型的PBO/PF氧150mm壓力容器的容器特性系數PV/w和纖維強度轉化率都達到最高，其值分別達到了60km和90%，但其容器的環向變形較F-12纖維復合材料容器的大。

       PBO纖維（聚對苯撐苯并雙惡唑）原是美國空軍1970年開始作為飛機用結構材料而著手研究的產品。20世紀末，日本東洋紡公司把它進行商業化生產（商品名為”Zylon”），其分子化學結構為剛性極強的線形伸直鏈結構。PBO纖維的強度、彈性模量約為對位芳綸纖維Kevlar-49的2倍，尤其是它具有直鏈高分子纖維的極限彈性模量。在固體火箭發動機殼體方面，美國布倫斯維克(Bruswick)公司采用抗拉強度為5.5 GPa的PBO纖維進行纏繞容器的綜合研究表明，250mm的球形高壓容器特性系數(PV/W，)達到了65. 2km，與同樣抗拉強度5.65GPa的T-400碳纖維纏繞容器相比(PV/W。值僅為45. 2km)，PBO纖維的容器性能要高31%‘引。所以，PBO這種新型比強度和比模量最高的增強材料的應用可減輕航天發動機殼體重量30%，使發動機質量比高達0.93以上。

       本工作開展了PBO纖維復合材料性能及其應用的研究，進行PBO纖維纏繞成型的單向復合材料力學性能試驗和Ø150mm壓力容器試驗，同時與Kevlar-49和F-12纖維的單向復合材料及其相同尺寸的壓力容器性能進行了對比，探討了PBO紆維在航天領域應用的可能性。

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