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高性能PBO纳米纤维材料及其在极端环境下的应用研究

发布时间: 2022-11-16
截止日期:2022-11-16

价格 双方协商

地区： 黑龙江省 哈尔滨市 南岗区

需求方： 哈尔***公司

行业领域

新材料产业

需求背景

聚苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维具有超高强度和模量,优异的耐热性和阻燃性,是一种在国防军工,航空航天等领域有重要应用价值的有机高性能纤维.本文综述了国内外PBO纤维的发展历程,纤维的性能,重点介绍了制备高分子量PBO聚合物和纺制高性能PBO纤维的关键技术和先进工艺,提供了改善PBO纤维界面粘结性能,压缩性能和光老化稳定性能的不同技术途径.结果表明:PBO聚合只有多种因素包括单体,工艺,设备等同时优化才能获得高分子量的PBO聚合物,利用双螺杆挤出机同时完成聚合和液晶纺丝成型是工业化连续生产高性能PBO纤维的先进技术路线;通过在PBO大分子链上引入离子基团或双羟基能显著提高PBO纤维与环氧树脂的界面粘结强度,双羟基的存在能使PBO大分子链间建立氢建相互作用从而也提高了PBO纤维的压缩性能,双羟基单体特有的紫外吸收性能更是有效地改善了PBO纤维的光稳定性;在PBO聚合时添加光吸收剂,或在PBO纤维表面涂覆聚酰亚胺都是改善PBO纤维光稳定性的有效方法.

需解决的主要技术难题

针对极端环境下太阳能界面水蒸发中的应用需求，发展高性能聚对苯撑苯并双噁唑（PBO）纳米纤维复合材料，攻克PBO纳米纤维大规模制备，大尺寸、高强度PBO纳米纤维复合薄膜和气凝胶材料制备以及太阳能界面水蒸发装置的结构设计与性能优化等关键技术，研制基于PBO纳米纤维复合材料的大尺寸界面水蒸发装置，为极端环境下的污水净化等需求提供有效解决方案。项目实施周期为3年。

期望实现的主要技术目标

第一年：突破PBO纳米纤维的大规模制备核心关键技术，实现PBO纳米纤维的宏量制备。 第二年：突破大尺寸、高强度PBO纳米纤维复合薄膜和气凝胶材料的制备关键核心技术，改善薄膜和气凝胶材料的机械性能；掌握石墨烯等光热转换材料与PBO纳米纤维的有效复合关键核心技术，实现光热转换材料的均匀分散以及与PBO纳米纤维的高强度结合。 第三年：提出基于PBO纳米纤维复合材料的太阳能界面水蒸发装置的结构设计与性能优化理论，提高装置耐盐性能，实现长时间稳定运行，提高极端环境下界面水蒸发效率，研制样机1套。 经济指标：预计实现产业化后，可创造年均100万元的产值。