PBO预聚合反应动力学研究

超纤维 PBO1．PBO简介PBO是聚对苯撑苯并二噁唑Poly(p-phenylene-2,6-benzoxazole)的简称，它是一种直线型聚芳杂环液晶聚合物分子，其分子化学结构为下式如下：PBO最初是由美国空军材料实验室于上个世纪70年代作为一种耐高温性能的材料进行开发的，但是一直受到合成工艺的限制，不能合成大分子量的PBO聚合物，其优越的性能也难以体现出来。

直到80年代中期，由DOW化学公司开发出了一种新的单体合成、聚合及纺丝技术，1991年又与东洋纺织公司开始联合研究开发PBO 纤维，并于1995年，由东洋纺织公司在DOW化学公司的专利许可下开始了试生产，1998年10月开始商业化生产，注册商标为Zylon[1]。

然而，作为具有特种用途的高性能纤维，PBO作为军需品只有在欧美和日本销售，对我国禁销，价格也比较昂贵，高达到2700元／千克。

目前，我国很多军工单位都需要这种材料，因此，有必要建立自己的PBO生产线。

为了填补国内这一空白，我国已有多家单位，如华东理工大学、哈尔滨工业大学、东华大学、上海交通大学等进行了PBO聚合和纤维制备的研究。

其中，上海交通大学印杰研究小组和东华大学刘兆峰研究小组的联合研究团队近期取得了可喜进展。

他们在实验室进行了PBO的聚合并成功纺丝得到PBO纤维，通过了有关部门组织的鉴定[2]。

2．PBO的结构及其性能2.1 PBO的结构PBO分子的内部结构较特殊。

对PBO分子链构象的分子轨道理论计算结果表明：PBO分子链中苯环和苯撑苯并二噁唑环是共平面的。

从空间位阻效应和共扼效应角度分析，PBO纤维分子链间可以实现非常紧密的堆积，而且由于共平面的原因，PBO分子链各结构成分间存在更高程度的共轭，因而导致了更高的刚性。

刚性链聚合物纤维由于其芳香主链、刚性分子链节和高度有序而有很高的热稳定性，加之PBO纤维主链上杂环的存在而使得其耐热性比PPTA纤维高出100℃左右；同时，PBO的大分子中刚性的苯环及杂环是几乎与链轴共轴的，在拉伸变形时，应变能直接由刚性对位键和环的变形而消耗，而PPTA的分子链是锯齿构型的，链键向链轴倾斜，这样，拉伸应变能部分用于苯环的重新取向上而导致其模量不如PBO纤维。

PBO纤维生产工艺简介PBO（聚苯并咪唑）纤维是一种高性能的合成纤维材料，具有优异的力学性能和耐热性能。

它被广泛应用于航空航天、军事装备、体育用品等领域。

PBO纤维的生产工艺是制造高强度纤维的关键环节之一，本文将详细介绍PBO纤维的生产工艺。

原料准备PBO纤维的生产需要以下原料： - 苯胺：作为主要原料之一，通过化学反应生成聚苯并咪唑。

- 溶剂：用于溶解苯胺和其他添加剂，常见的溶剂有氯化钠溶液、硫酸等。

- 添加剂：根据不同需求添加不同的助剂，如增强剂、稳定剂等。

聚合反应聚合反应是PBO纤维生产过程中最重要的步骤之一。

首先，将苯胺与溶剂混合，并加入适量的添加剂。

然后，在恒温下进行聚合反应。

在反应过程中，通过控制温度和反应时间，使苯胺分子发生聚合反应，形成聚苯并咪唑。

聚合反应完成后，得到的产物为混合物。

溶解和纺丝将聚合反应得到的混合物进行溶解和纺丝是PBO纤维生产的关键步骤之一。

首先，将混合物加入溶剂中，并进行充分搅拌，使混合物均匀溶解。

然后，将溶解后的液体通过纺丝机进行纺丝。

在纺丝过程中，通过控制温度、湿度和拉伸速度等参数，使溶解液逐渐凝固形成连续的纤维。

固化处理固化处理是PBO纤维生产过程中不可或缺的步骤之一。

在固化处理过程中，通过控制温度和时间等参数，使纤维中的聚苯并咪唑分子进一步交联，并形成高强度的PBO纤维结构。

固化处理可以使用热固性树脂或者其他交联剂进行。

后处理在PBO纤维生产工艺中，还需要进行一系列后处理步骤来提高产品质量。

后处理包括纤维的拉伸、热定型和表面处理等。

通过拉伸可以增强纤维的强度和韧性，热定型可以使纤维保持一定形状，表面处理可以改善纤维的表面性能。

质量控制为了确保PBO纤维的质量，生产过程中需要进行严格的质量控制。

质量控制包括原料检测、生产过程监控和产品检验等环节。

原料检测主要是对苯胺和其他添加剂进行检测，确保其符合要求；生产过程监控主要是对反应温度、溶解温度和固化温度等参数进行监测；产品检验主要是对成品纤维进行物理性能测试，如强度、断裂伸长率等。

聚碳化二亚胺交联剂交联机理聚碳化二亚胺（polybenzoxazine，简称PBO）是一种新型的热固性树脂，其在交联过程中主要依靠聚合物分子内部硬化反应形成3D网络结构。

PBO是一种具有高热稳定性、低毒性、低挥发性和优异力学性能的材料，因此在航空航天、电子电气、汽车及高性能复合材料等领域具有广阔的应用前景。

聚碳化二亚胺交联剂的交联机理可以分为三个阶段：环状聚合、聚合物内部硬化和交联网络形成。

第一阶段是环状聚合，即通过热量引发环氧化合物与聚酚（酚醛混合物）反应形成聚碳化二亚胺的过程。

环氧化合物是一种具有环状结构的分子，其环上含有有机碳和氮原子。

在适当的温度下，环氧化合物与聚酚发生环状开环反应，生成具有甲基酚和醛基的中间体。

然后，中间体发生内缩反应，生成聚合物主链上的醛基和酚基。

这一阶段主要通过中间体与环氧化合物的开环反应来进行。

第二阶段是聚合物内部硬化。

由于聚酚中含有酚基和醛基，在加热过程中醛基与酚基发生缩合反应，生成酚醛树脂。

而酚醛树脂中的醛基与环氧化合物中的酚基发生缩合反应，生成聚碳化二亚胺的交联结构。

硬化反应中的缩合反应可以发生在聚合物分子内部的不同位置，使聚碳化二亚胺的交联结构具有较高的密度和稳定的力学性能。

第三阶段是交联网络形成。

在交联网络形成过程中，聚碳化二亚胺分子之间的醛基与酚基发生缩合反应，形成交联结构。

这种交联结构是由两个相邻的聚碳化二亚胺分子之间的硬化反应形成的，通过共享氧原子和碳原子，形成一个三维的交联网络。

交联网络的形成使材料具有优异的力学性能、热稳定性和抗化学腐蚀性能。

总的来说，聚碳化二亚胺的交联机理是通过环状聚合、聚合物内部硬化和交联网络形成三个阶段相互作用来实现的。

这种交联机理不仅保证了PBO具有优异的性能，还可以通过调整原料配比和反应条件来控制材料的交联程度和性能，为PBO材料的设计和应用提供了基础。

多相催化的界面反应动力学研究多相催化反应是一种重要的化学反应，常见于化工和环保领域。

该类反应通常涉及到两个或更多不同相的物质，其中至少一个相是固体催化剂。

相比于单相反应，多相催化反应的反应动力学更为复杂，因为反应物和催化剂需要在界面处发生反应，而界面的形态和性质对反应过程有很大影响。

因此，多相催化反应的研究成为了近些年来化学领域的热点之一。

界面反应动力学研究是多相催化反应研究的核心内容之一。

背景相异反应模型（BAM）是目前应用最广泛的一种两相反应动力学模型。

根据BAM模型，反应物可以进入催化剂颗粒，与催化剂表面上的活性位点发生反应，随后生成产物并从表面脱离。

BAM模型包含多个动力学参数，如折射率、扩散系数、吸附常数等，这些参数需要通过实验方法或理论模拟来确定。

根据BAM模型，多相催化反应动力学可以分为两个阶段。

第一阶段是反应物的传递和吸附，这个过程涉及到物质的扩散和吸附，以及表面位点上反应物的化学吸附情况。

第二个阶段是反应物的反应和产物的解离，这个过程包括表面上反应物的活化和解离，以及产物从表面脱离和扩散至外部介质的过程。

在这两个阶段中，反应物和产物都需要在表面上吸附和解离，而表面化学吸附对反应速率和选择性有着至关重要的影响。

除了BAM模型外，基于分子动力学（MD）方法的相关模拟也可以提供有关多相催化界面反应动力学的详细信息。

MD方法可以模拟催化剂表面上的化学反应，通过计算势能差和微观反应率等参数，可以预测催化反应的速率、选择性和产物分布。

MD方法的优点在于可以预测表面吸附和反应的微观机理，并提供界面反应所需的定量数据。

随着计算机技术和实验技术的不断进步，多相催化界面反应动力学研究已经越来越深入和广泛。

未来，我们可以预期多相催化反应的反应动力学将更为细致地考虑不同界面条件下的反应过程，并更好地预测反应速率和选择性。

在化工和环保领域，多相催化反应将在设计高效低成本的催化剂、生产低污染的化学品、开发清洁能源等方面发挥更为重要的作用。

茂金属催化α-烯烃聚合反应动力学王亚婷;徐鑫磊;江洪波【摘要】The kinetics of α-olefin polymerization catalyzed by rac-Et(1-Ind)2ZrCl2/[Me2NHPh]+[B(C6F5)4]-/Al(iBu)3 were studied. According to the mechanism of polymerization reaction and experimental procedure, a single active center model was proposed and the model parameters were optimized. The results showed that the experimental data agreed well with the calculated values of the model. The parameters of the kinetic model reflected well the changes in the polymerization of coal-based mixed α-olefins catalyzed by metallocene system. The model can predict monomer concentration, number average molecular weight and weight average molecular weight under different reaction conditions and provide fundamental data for the process design of this polymerization.%对rac-Et(1-Ind)2ZrCl2/[Me2NHPh]+[B(C6F5)4]-/Al(iBu)3催化α-烯烃液相聚合的反应体系进行了动力学研究.根据聚合反应机理和具体实验过程,提出了单活性中心模型,并优化确定了模型参数.结果表明,实验数据和模型计算值吻合较好.所得动力学模型参数很好地反映了茂金属体系催化煤制混合α-烯烃聚合反应的变化规律,通过该模型可以预测不同反应条件下的单体浓度、数均分子量和重均分子量,为该聚合反应的工艺设计提供基础数据.【期刊名称】《化学反应工程与工艺》【年(卷),期】2018(034)001【总页数】8页(P57-64)【关键词】聚;α-烯烃;聚合反应;动力学;茂金属催化剂【作者】王亚婷;徐鑫磊;江洪波【作者单位】华东理工大学石油加工研究所,上海 200237;华东理工大学石油加工研究所,上海 200237;华东理工大学石油加工研究所,上海 200237【正文语种】中文【中图分类】O643.11聚α-烯烃（PAO）是一种理想的合成润滑油基础油，其倾点低、黏度高、氧化安定性与热安定性优良、无毒性且与普通润滑油互溶性好[1]。

两亲性嵌段共聚物和血脂之间的相互作用是医疗感兴趣的应用，如药物输送和恢复受损的细胞膜。

一系列的单分散的聚（环氧乙烷）- 聚（环氧丁烷）（EOBO）得到的嵌段共聚物的亲水性/疏水性的块长度的两个比率。

我们已经探索了EOBO在一个干净的界面，根据1,2 -二棕榈酰-SN-甘油-3 -磷酸胆碱（DPPC）的单分子膜的表面活性，作为一个简单的细胞膜模型。

EOBO在同一亚相浓度，实现了更高的平衡表面压力下的DPPC的裸接口相比，具有更长的聚（环氧丁烷）的块和改善的表面活性。

进一步的调查表明，在DPPC / EOBO单层联合电影相比，表现出类似的表面流变纯DPPC相同的表面压力。

DPPC / EOBO 观察到相分离在荧光掺杂的单分子层内的液体发泡的液体冷凝共存区域DPPC，EOBO没有显着改变冷凝液性结构域的形状。

掠入射X-射线衍射（GIXD）和X射线反射率（XRR）定量确认DPPC脂质丰富的区域的单分子层的晶格间距和倾斜在同一表面上的压力几乎相当于一个纯DPPC单层。

聚（氧化乙烯）-嵌段聚（苯乙烯氧化物）（peo-b-pso）和peo-b-poly（四氢呋喃）（peo-b-pbo）的不同链长的合成和其特征在于自身的动态/静态光散射，荧光法组装性能在水，和透射电子显微镜。

所得到的聚合物胶束进行了评估他们的溶解和保护的抗癌药物多西他赛（dCTX）降解能力。

评估在体外药物释放动力学以及胶束的细胞毒性。

所有的聚合物形成的胶束的临界缔合浓度低，高粘性的核心（＜10毫克/升）。

胶束的形态取决于疏水性嵌段的性质，与PbO和粒子群算法得到单分散球形和圆柱形纳米胶束聚集体，分别。

对于dCTX的最大增溶量为0.7～4.2%，PSO胶束表现出最长的疏水性链段最高。

尽管他们dCTX高亲和力，peo-b-pso胶束不能够有效地加速稳定性试验条件下对水解dCTX保护。

只有peo-b-pbo轴承24博单位得到显着保护免于降解。

体外释放缓慢，dCTX从后者的胶束，但所有的配方具有对前列腺癌PC-3细胞类似的细胞毒作用。

聚苯并双噁唑纤维（PBO）开发生产方案一、实施背景随着中国经济的持续发展和技术进步，产业结构改革已经成为推动经济转型升级的重要手段。

新材料作为国家战略性新兴产业之一，对于国家经济发展和国防建设具有重要意义。

聚苯并双噁唑纤维（PBO）作为一种高性能纤维材料，具有优异的力学性能、热稳定性及化学稳定性，市场需求不断增长。

因此，开展PBO纤维的开发生产对于推动我国产业结构改革具有积极意义。

二、工作原理PBO纤维的生产主要采用化学合成方法。

首先，将含有苯环和双噁唑环的单体进行聚合反应，生成PBO树脂。

然后，通过熔融纺丝工艺将PBO树脂加工成纤维。

具体来说，将PBO树脂加热至熔点以上，通过喷丝孔挤出，在热空气中冷却固化，形成PBO纤维。

三、实施计划步骤1.开展市场调研：了解PBO纤维的市场需求、竞争对手情况及技术发展趋势。

2.设立研发团队：组织专业技术人员，建立研发实验室，开展PBO纤维制备技术的研究。

3.优化生产工艺：根据前期实验结果，对生产工艺进行优化，提高产品的质量和产量。

4.建设生产线：按照优化后的生产工艺，建设PBO纤维生产线。

5.试生产：进行小批量试生产，对产品性能进行检测和验证。

6.批量生产：经过试生产验证后，开始批量生产PBO纤维。

7.销售与推广：将PBO纤维投放市场，开展宣传和推广活动，提高产品的知名度和市场占有率。

四、适用范围PBO纤维具有优异的性能，适用于航空航天、军事装备、汽车制造、建筑加固等领域。

具体来说：1.航空航天：用于制造飞机、卫星等高性能产品。

2.军事装备：用于制造坦克、战斗机等军事装备的防护材料。

3.汽车制造：用于制造高性能汽车的车身材料和座椅材料。

4.建筑加固：用于建筑结构的加固和补强。

五、创新要点1.研究开发出高效、环保的PBO纤维制备工艺，提高产品质量和降低成本。

2.针对不同应用领域，研究开发出系列PBO纤维制品，满足不同市场需求。

3.通过技术创新和设备改造，提高生产线的自动化程度和生产效率。