PBO繊維＂ザイロン ${}^{\circledR }$${}^{\circledR }$^(®){ }^{\circledR}＂の基礎物性と用途展開
PBO 纤维“Zylon ${}^{\circledR }$${}^{\circledR }$^(®){ }^{\circledR} ”的基本性能及应用

1．はじめに  1. 简介

東洋紡株が開発中のZylon ${}^{(1)}$${}^{(1)}$^((1)){ }^{(1)}（PBO繊維）はその優れた力学特性と耐熱性により注目を集めている。このほど当社 ではDow Chemicalが保有する全世界の特許権を買い取り， 1998年10月に商業生産を開始するため，つるが工場にプ ラントを建設中である ${}^{1,2)}$${}^{1,2)}$^(1,2)){ }^{1,2)} 。
东洋纺株式会社目前正在开发的 Zylon ${}^{(1)}$${}^{(1)}$^((1)){ }^{(1)} （PBO 纤维）因其优异的机械性能和耐热性而备受瞩目。本公司近期收购了陶氏化学公司持有的全球专利权，目前正在敦贺工厂建设工厂，预计将于 1998 年 10 月开始商业化生产。 ${}^{1,2)}$${}^{1,2)}$^(1,2)){ }^{1,2)}
PBO（ポリp－フェニレンベンゾビスオキサゾール）はへ テロ環含有ポリマーであるポリベンズアゾールの 1 つで あり，ジアミノレゾルシンとテレフタル酸をポリリン酸中で重合して得られる（図1）．Zylonは重合ドープを乾湿式紡系して製造する ${}^{3,4,51}$${}^{3,4,51}$^(3,4,51){ }^{3,4,51} ．パラアラミドの約 2 倍の強度•
PBO（聚对苯撑苯并双噁唑）是一种聚苯并唑，是一种杂环聚合物，由二氨基间苯二酚和对苯二甲酸在多磷酸中聚合而成（图 1）。Zylon 是通过对聚合原液进行干湿纺丝而生成的。 ${}^{3,4,51}$${}^{3,4,51}$^(3,4,51){ }^{3,4,51} 它的强度约为对位芳纶的两倍。

2．基本物性

2.1 耐熱•耐炎性  2.1 耐热•耐炎性

こうした耐熱性は力学特性にも反映されている。動的粘弾性測定装置を用いて測定した貯蔵弾性率を図 4 に示
这种耐热性也反映在机械性能上。使用动态粘弹性测量装置测量的储能模量如图4所示。

Plain woven fabrics with 20 ＇s spun yarn
20支纱平纹织物
すが ${}^{9)}$${}^{9)}$^(9)){ }^{9)} ，Zylon－HMは ${400}^{\circ }\mathrm{C}$${400}^{\circ }\mathrm{C}$400^(@)C400^{\circ} \mathrm{C} においても室温の $70\mathrm{\%}$$70\mathrm{\%}$70%70 \% の弾性率 を示す。結晶領域の弾性率は ${400}^{\circ }\mathrm{C}$${400}^{\circ }\mathrm{C}$400^(@)C400^{\circ} \mathrm{C} まで変化しないことか確認されているので ${}^{10)}$${}^{10)}$^(10)){ }^{10)} ，非晶部の分子運動が寄与してい ると考えられる。一方，強度の温度依存性を自作の装置 ${}^{91}$${}^{91}$^(91){ }^{91} を用いて ${500}^{\circ }\mathrm{C}$${500}^{\circ }\mathrm{C}$500^(@)C500^{\circ} \mathrm{C} までの測定した。図 5 に示すように温度の
然而，即使在 ${400}^{\circ }\mathrm{C}$${400}^{\circ }\mathrm{C}$400^(@)C400^{\circ} \mathrm{C} 下，Zylon-HM 也表现出与室温 $70\mathrm{\%}$$70\mathrm{\%}$70%70 \% 相同的弹性模量。已证实，结晶区的弹性模量在 ${400}^{\circ }\mathrm{C}$${400}^{\circ }\mathrm{C}$400^(@)C400^{\circ} \mathrm{C} 、 ${}^{10)}$${}^{10)}$^(10)){ }^{10)} 下没有变化，这被认为是非晶区分子运动造成的。同时，使用自制装置 ${}^{91}$${}^{91}$^(91){ }^{91} 测量了强度随温度变化至 ${500}^{\circ }\mathrm{C}$${500}^{\circ }\mathrm{C}$500^(@)C500^{\circ} \mathrm{C} 的情况。如图 5 所示，

図4 貯蔵弾性率の温度変化

2.2 寸法安定性

また、熱寸法安定性に関しては、Zylonは熱履歴による収縮（熱収縮）がなく。他の伸びきり鎖構造をもつスーパ一繊維と同様に負の線膨張係数を持ち温度の上昇により
在热尺寸稳定性方面，Zylon 不会因热历史而收缩（热收缩），并且与其他具有延伸链结构的超级纤维一样，它具有负的线性膨胀系数，并且会随着温度的升高而膨胀。

2.3 化学安定性

Zylonの耐薬品性については、ほとんどの有機溶剤およ びアルカリに対して安定であり，その強度はほとんど変化しない ${}^{2)}$${}^{2)}$^(2)){ }^{2)} 。しかし酸を紡系溶媒として用いているので耐酸性はあまり強くなく、図7に示すように室温において も時間とともに強度低下が見られるがパラアラミド程度 の耐酸性はある。さらに漂白剤中では，アラミド織維が数十時間で完全に分解するのに対して，Zylonは300時間後も $90\mathrm{\%}$$90\mathrm{\%}$90%90 \% 以上の強度を保持しており安定である（図8）。
Zylon 的耐化学性对大多数有机溶剂和碱都很稳定，强度几乎保持不变。 ${}^{2)}$${}^{2)}$^(2)){ }^{2)} 然而，由于它使用酸作为纺丝溶剂，其耐酸性不是很强，如图 7 所示，即使在室温下也会随着时间的推移观察到强度下降，但它仍然具有与对位芳纶相当的耐酸性。此外，芳纶纤维在漂白剂中会在几十小时内完全分解，而 Zylon 则保持稳定，即使在 300 小时后仍能保持其强度在 $90\mathrm{\%}$$90\mathrm{\%}$90%90 \% 以上（图 8）。
耐光性には問題があり、紫外から可視光域の広い波長 に対して強度低下を引き起こす ${}^{12}$${}^{12}$^(12){ }^{12} 、屋外の使用では注意 が必要である。
它的耐光性是一个问题，因为它会导致从紫外线到可见光 ${}^{12}$${}^{12}$^(12){ }^{12} 的很宽波长范围内的强度下降，因此在户外使用时必须小心。

図 7 濃硫酸（ $60\mathrm{\%}$$60\mathrm{\%}$60%60 \% ）浸せき後の強度保持率
图7 浓硫酸浸泡后强度保持率（ $60\mathrm{\%}$$60\mathrm{\%}$60%60 \% ）

3．用途展開  3．用途展开

3.1 各種緊張材  3.1 各种紧张材