380吨/年装置投产成功 我国实现PBO超级纤维量产

3月22日,成都新晨新材料科技有限公司宣布,其投资5亿元建设的380吨/年高性能PBO纤维生产装置投产成功,我国由此成为继日本东洋纺公司之后,全球第二个能大批量生产PBO超级纤维的国家。

 PBO纤维是防火高性能被服装备的基础材料之一。其生产工艺比较复杂,国外很多公司虽然都已研发出PBO纤维产品,但大多处于中试和产业化实施阶段,日本东洋纺公司此前是世界上唯一一家可以商业化生产PBO纤维的公司。由于PBO纤维的综合性能极佳,几乎为目前有机纤维之最,因此被有关专家称之为“21世纪的超级纤维”。PBO纤维是一类具有战略意义的材料资源,自诞生之初,日本东洋纺公司就对我国实行了禁售,产品专供美国市场。

 我国从上世纪80年代开始进行PBO纤维的研究,但由于合成PBO的单体不能自产,以及工艺不完善等原因,研究工作于上世纪90年代初中止。直到日本东洋纺公司开发出Zylon(柴隆)纤维后,我国相关科研单位对PBO纤维的研发才重新重视起来。经过此后10多年的不断研究,中蓝晨光化工研究设计院和浙江工业大学相继攻克了该项技术。

 其中,中蓝晨光通过近10年的开发,突破了PBO的聚合放大、多工位纺丝和工程化热处理关键技术,建成一条10吨级PBO纤维中试生产实验线,其纤维性能接近日本东洋纺公司产品的水平,目前正在将其扩建到50吨级。此次成都新晨公司采用该技术建成投产的380吨/年PBO纤维生产线,是我国目前已知的规模最大的生产装置。

 相关资料显示,PBO纤维耐热性达到了650℃,比以耐热性著称的对位芳纶高100℃,是目前有机高性能纤维中的最高耐热值,即使在1000℃的环境下也仅分解28%,可做到在火焰中不燃烧、不收缩,在330℃的高温环境下长期使用。PBO纤维还是一种超高强高模材料,其强度和模量约为对位芳纶的2~3倍,相对强度则是钢的12~14倍,而比重只有1.52~1.55克/立方厘米,明显低于碳纤维的1.8克/立方厘米,仅为钢的1/5.

成都新晨新材科技有限公司是深圳市新纶科技股份有限公司和深圳新纶先进材料有限公司共同投资7000万元成立的公司,在四川成都国家级新材料基地打造特种纤维生产及加工基地。

公司以PBO高性能纤维、芳纶为原料,从事高性能纤维的改性、增强的加工和制品的开发、销售。公司打破国外技术封锁,成为国内首家商业化生产PBO纤维的新材料公司,年产380吨/年。

PBO是由美国空军空气动力学开发研究人员发明的,首先由美国斯坦福(Stanford)大学研究所(SRI)拥有聚苯并唑的基本专利,以后美国陶氏(DOW)化学公司得到授权,并对PBO进行了工业性开发,同时改进了原来单体合成的方法,新工艺几乎没有同分异构体副产物生成,提高了合成单体的收率,打下了产业化的基础。1990年日本东洋纺公司从美国道化学公司购买了PBO专利技术。1991年由道一巴迪许化纤公司在日本东洋纺公司的设备上开发出PBO纤维,使PBO纤维的强度和模量大幅度上升,达到PPTA纤维的两倍。1994年,日本东洋纺公司得到道一巴迪许化纤公司的准许,出巨资30亿日元建成了400吨/年PBO单体和180吨/年纺丝生产线,并于1995年春开始投入部分机械化生产,1998年的生产能力达到200吨/年,商品名为Zylon。根据东洋纺对Zylon的发展计划,2000年的生产能力将达到380吨/年,2003年达到500吨/年,2008年达到1000吨/年。现在日本东洋纺仍然是世界上唯一一家可以进行商业化生产PBO纤维的公司。