PBO纤维缠绕复合材料的初步应用研究

      分别进行了PBO纤维缠绕成型的单向复合材料力学性能试验和+150mm压力容器试验，与Kevlar-49和F-12纤维的单向复合材料力学性能及Ø150mm压力容器性能进行了对比，初步的应用研究结果表明，缠绕成型的PBO/PF氧150mm压力容器的容器特性系数PV/w和纤维强度转化率都达到最高，其值分别达到了60km和90%，但其容器的环向变形较F-12纤维复合材料容器的大。

       PBO纤维（聚对苯撑苯并双恶唑）原是美国空军1970年开始作为飞机用结构材料而着手研究的产品。20世纪末，日本东洋纺公司把它进行商业化生产（商品名为”Zylon”），其分子化学结构为刚性极强的线形伸直链结构。PBO纤维的强度、弹性模量约为对位芳纶纤维Kevlar-49的2倍，尤其是它具有直链高分子纤维的极限弹性模量。在固体火箭发动机壳体方面，美国布伦斯维克(Bruswick)公司采用抗拉强度为5.5 GPa的PBO纤维进行缠绕容器的综合研究表明，250mm的球形高压容器特性系数(PV/W，)达到了65. 2km，与同样抗拉强度5.65GPa的T-400碳纤维缠绕容器相比(PV/W。值仅为45. 2km)，PBO纤维的容器性能要高31%‘引。所以，PBO这种新型比强度和比模量最高的增强材料的应用可减轻航天发动机壳体重量30%，使发动机质量比高达0.93以上。

       本工作开展了PBO纤维复合材料性能及其应用的研究，进行PBO纤维缠绕成型的单向复合材料力学性能试验和Ø150mm压力容器试验，同时与Kevlar-49和F-12纤维的单向复合材料及其相同尺寸的压力容器性能进行了对比，探讨了PBO纡维在航天领域应用的可能性。

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