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1、碩士學(xué)位論文耐紫外線PBO纖維的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能研究RESEARCHONSTRUCTUREDESIGNANDPROPERTIESOFUVRESISTANTPBOFIBER南潤(rùn)昇哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TB324學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：547密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文耐紫外線PBO纖維的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能研究碩士研究生：南潤(rùn)昇導(dǎo)師：黃玉東教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：化學(xué)工程與技術(shù)所在單位：化工與化學(xué)學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TB324U.D.C:547Dissertation
2、fortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONSTRUCTUREDESIGNANDPROPERTIESOFUVRESISTANTPBOFIBERCandidate：YoonseungNamSupervisor：Prof.YudongHuangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ChemicalEngineeringandTechnologyAffiliation：SchoolofChemisrtyandChemicalEngineeringDate
3、ofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要PBO纖維，全稱為聚對(duì)苯撐苯并二噁唑纖維，是目前已知的力學(xué)性能、耐熱性以及阻燃性能均非常突出的高性能有機(jī)纖維，在航空航天、國(guó)防軍工以及民用領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用前景。但是，由于PBO纖維分子結(jié)構(gòu)中的噁唑環(huán)對(duì)紫外光照射非常敏感，極易發(fā)生斷裂生成酰胺鍵并進(jìn)一步重新分解為小分子單體，從而嚴(yán)重限制和降低了PBO纖維的應(yīng)用和價(jià)值?；诖耍菊撐囊愿纳芇BO纖維的耐紫外光老化性能為目的，通過(guò)上漿處理的方式在PBO纖維的
4、表面引入一種金屬有機(jī)框架材料(UiO-66)，在基本不降低纖維自身拉伸強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，制備出含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的UiO-66納米晶體改性的PBO纖維，以此來(lái)提高PBO纖維的耐紫外線老化能力。在論文中，通過(guò)優(yōu)化UiO-66的合成條件以及利用SEM、TEM、FTIR、PXRD、TGA等測(cè)試對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和性能表征，結(jié)果表明，利用微波法可以成功得到具有良好的八面體形貌以及結(jié)晶性的UiO-66納米晶體。其次，研究了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的UiO-66對(duì)于上漿劑體系的穩(wěn)定性和耐熱性能的影響。最后，采用傳統(tǒng)的上漿處理工藝將復(fù)合后的UiO-66/環(huán)氧上漿劑涂覆到PBO纖維表面，制備得到了含
5、有不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)UiO-66納米晶體的改性PBO纖維，分析對(duì)于PBO纖維的表面性能以及與環(huán)氧樹脂基體的界面結(jié)合性能的影響，隨后通過(guò)紫外線加速老化實(shí)驗(yàn)對(duì)改性前后的PBO纖維的耐紫外線老化能力進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并利用SEM、PXRD、TGA等相關(guān)測(cè)試對(duì)老化前后的PBO纖維的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了綜合表征和分析。結(jié)果表明，通過(guò)上漿處理工藝成功地將UiO-66納米晶體引入到了PBO纖維表面，無(wú)明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象存在，與未改性的PBO纖維相比，UiO-66的加入改善了纖維的表面能及其與環(huán)氧樹脂基體的界面結(jié)合能力。此外，紫外線加速老化實(shí)驗(yàn)和相關(guān)測(cè)試表明，改性后的PBO纖維在相同老化條件下的
6、拉伸強(qiáng)度保持率、表面形貌、以及結(jié)構(gòu)的完整性要明顯優(yōu)于未改性纖維，結(jié)合固體紫外-可見光漫反射的測(cè)試結(jié)果，表明UiO-66納米晶體通過(guò)上漿處理工藝能夠牢固粘附在PBO纖維表面并形成一道天然屏障，基于其自身良好的紫外線吸收和屏蔽能力，從而明顯改善了PBO纖維的耐紫外線老化性能。關(guān)鍵詞：PBO纖維；UiO-66；微波法；上漿；耐紫外性能；-I-AbstractAbstractPoly(p-phenylenebenzobisoxazole)(PBO)fiberhasexcellentstrength,heatresistanceandflameresistance.It
7、isknownas‘the21CenturySuperFiber’.Ithaspotentialandbroadapplicationprospectsinaerospace,militaryandsoon.However,PBOfiberissensitivetoUVradiation,whichlimitsandreducestheapplicationandvalueofPBOfiber.AkindofMOFs(UiO-66)wasintroducedonthesurfaceofPBOfiberforimprovingUVresistancebysizi
8、ngtreatment.Inthisp
