PBO纤维的紫外光老化及防老化研究①

宋 波，傅 倩，刘小云，庄启昕，韩哲文

(华东理工大学，特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室，上海 200237)

0 引言

作为一种刚性棒状聚合物分子，聚对亚苯基苯并二噁唑(PBO)以其优异的力学性能、较好的热稳定性和化学稳定性受到广泛关注［1－6］。PBO纤维在20世纪90年代中后期由日本东洋纺公司实现了商品化生产，将其商品名定为“Zylon”。PBO纤维主要用于防弹、防爆材料。但用Zylon纤维制成的防弹衣的使用年限没到5年，性能就出现了大幅下降［7］。之后的一系列测试发现，PBO纤维在光照和潮湿环境下性能下降比预计的要快，因此PBO纤维的老化问题引起了人们的普遍关注，国内外开始开展对PBO纤维老化和防老化的研究。

目前，对于PBO纤维老化的研究主要集中在热降解、湿热老化和光老化方面［8－13］。其中对于PBO纤维的热降解、湿热降解研究相对较多，规律也较清楚，而PBO纤维的光老化降解研究较少。Evelyne［14］曾对PBO纤维进行一系列性能评定，发现共耐热性优异，但对紫外光敏感，340 nm的紫外光照射450 h后PBO带状织物强力损失可达98%。刘晓艳等［15］比较了Kevlar129纤维和PBO纤维的耐光性，发现在紫外光照射160 h后，Kevlar129纤维的强度保持率仍为70%，而PBO纤维则不到50%。Peter研究发现，经紫外光照270 h后，PBO纤维强度大幅降低，ATR-FTIR图谱显示在3 200 cm－1和1 685 cm－1处分别出现了新的吸收峰，对应于次级 N--H 键和 C＝O键的拉伸振动，并由此推断在光照过程中发生了噁唑环的开环并导致力学性能降低［9］。在PBO纤维防老化研究方面，国内外进展较慢，报道也较少。防老化研究有［16－18］:(1)利用超……