近日，中蓝晨光的PBO纤维已成功应用于荣耀折叠屏手机Magic V3，为这款超薄折叠屏手机的全球首发提供了支持。这一成就标志着PBO纤维在高端消费电子领域的应用迈出了重要的一步。此外，PBO纤维背板凭借其仅为传统背板一半的厚度、比碳纤维更具成本效益的价格以及不干扰5G信号的特性，已被选定用于华为Mate系列的最新机型。这一决定进一步凸显了PBO纤维在折叠屏手机背板材料领域的巨大潜力。
PBO（聚对苯撑苯并二噁唑）纤维，是由对苯二甲酸或对苯二甲酰氯与4,6-二氨基-1,3-间苯二酚盐酸盐（缩写为DAR）缩聚而得到的高分子聚合物。一根直径为1毫米的PBO细丝可吊起450千克的重量，其拉伸强度和模量几乎是对位芳纶的两倍，耐热性比对位芳纶高100℃，其极限氧指数（LOI）达68%，密度为1.54-1.56g/cm3，是高强度的不燃纤维。PBO的工业化生产始于上世纪末的1998年，由日本东洋纺丝公司以“Zylon”商标发布，因其优异的性能一出现就引起极大关注，被称为“21世纪超级纤维”。PBO纤维，作为一种高性能纤维材料，以其卓越的性能在多个领域展现出广泛的应用前景。其超高的强度模量、优异的阻燃耐高温性能、超低的介电损耗性能、透波及轻质可纺等优势，使得PBO纤维成为航空航天、国防军工、警用消防装备、轨道交通、电子通讯以及民用防护等领域的关键材料。
图1 PBO在不同应用领域实例
一、中国政府支持PBO纤维产业发展的政策措施
中国政府为了增强PBO纤维产业在国际市场上的竞争力，采取了包括财政补贴、税收优惠、科研投入引导、法规监管框架完善以及国际贸易政策优化在内的一系列措施。通过设立专项基金、提供研发补助、实施税收减免、引导社会资本投入、制定严格产品质量标准和环保法规，以及推进“一带一路”倡议等，政府不仅激励了企业的技术革新和产业升级，还为PBO纤维产业的可持续发展提供了坚实的政策支持。这些政策的实施，旨在降低企业运营成本，加速科技成果的转化应用，提升产品质量和环保水平，拓展国际市场，并最终推动PBO纤维产业实现更高质量的发展。政府通过设立专项基金、提供研发补助等形式，积极鼓励企业加大技术创新与产品升级力度。对于符合高新技术企业标准的PB0纤维生产企业，实施了按15%的优惠税率征收企业所得税，并允许研发费用加计扣除，有效降低了企业的运营成本，充分展现了国家对科技创新的大力支持和激励。国家制定了严格的检测标准与认证体系，确保PB0纤维产品满足高性能、高可靠性的要求。环保要求上，政府出台了严格的环保法规，推动企业采用清洁生产技术，实现绿色生产。在全球经济一体化的背景下，关税政策、贸易壁垒、反倾销措施等国际贸易政策直接影响PB0纤维的国际市场竞争力。近年来，随着“一带一路”倡议的推进和国际贸易合作的深化，我国PB0纤维行业在拓展国际市场方面迎来了新的机遇。同时，面对国际贸易中的不确定性和挑战，政府积极与企业协同应对，通过加强贸易摩擦预警、推动贸易便利化等措施，为行业的国际化发展提供了保障。这些举措充分展现了国家对国际贸易环境变化的敏锐洞察和积极应对。综上所述，PB0纤维行业的政策环境呈现出积极向好的趋势。政策支持力度的增强、法规监管框架的完善以及国际贸易政策的优化，共同为行业的可持续发展奠定了坚实基础。在此背景下，企业应紧抓政策机遇，加强技术创新与市场开拓，以实现更高质量的发展。这不仅是企业自身发展的需要，也是响应国家号召，推动行业进步的重要举措。
表1 不同纤维性能对比
注：ZyIon-AS和ZyIOn-HM分别为日本东洋纺公司的初生丝和热处理后的纤维;XCHS-11和XCHM分别为成都新晨新材科技有限公司的初生丝和热处理后的纤维
由于合成PBO的单体4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐（DAR）完全依赖进口，价格昂贵，制约了PBO相关的研究，对PBO纤维的研究也几度被中断。为填补这一空白，国内多家研究机构和企业攻克相关技术。东华大学联合上海交通大学发明了PBO的反应挤出-液晶纺丝一体化工艺，在国内首次成功建成了吨级规模的PBO纤维试验线，于2008年完成项目鉴定，制得的PBO纤维强度稳定在4.95GPa以上，接近日本东洋纺纤维产品水平。2016年左右哈尔滨工业大学以三氯苯为原料合成的DAR单体纯度达到99.5%以上，采用该单体进行PBO的聚合及纺丝，所纺制的PBO纤维拉伸强度达到5.0GPa、模量达 240GPa。中蓝晨光化工有限公司建成了一条50吨/年产能的PBO纤维连续化生产线。该生产线生产的纤维强度稳定超过5.2GPa，表现出卓越的性能，其纤维性能也已接近东洋纺公司Zylon的水平，为实现国产PBO纤维的工业化迈出了重要一步。据全球有机硅网2024年9月2日讯：中蓝晨光院的STARAMID® CG-PBO纤维以其轻质、超高强度、耐高温、阻燃以及高透波等物理特性而著称，该纤维产品已应用于某知名品牌折叠屏手机，成功颠覆了折叠屏手机传统笨重的形象。
图2 中蓝晨光院的STARAMID® CG-PBO纤维
成都新晨新材料科技有限公司，作为国内PBO纤维产业的领军企业，秉承“夯实基础，敢为一流”的企业精神，成功建设了年产380吨高性能PBO纤维的生产线，实现了商业化量产。其主导产品“侯德纶Houdelen”系列PBO纤维，在力学性能上全面超越芳纶纤维，广泛应用于航空航天、国防军工等多个领域。
图3 成都新材“侯德纶Houdelen”系列PBO纤维
江苏中汇特纤新材料公司的高性能PBO特种纤维项目于2018年8月试产成功，项目一期具备50吨/年的产能。该公司的PBO纤维产品在市场上得到了广泛认可，为推动我国PBO纤维产业的发展做出了积极贡献。中科金绮新材料科技有限公司投资1.45亿元，建成了150吨/年的PBO生产线。该公司致力于PBO纤维的研发与生产，为航空航天、国防军工等领域提供了高质量的材料支持。
图4 中科金绮PBO产品
随着我国多条PBO纤维生产线的陆续建成，成本也会变得越来越低，也迫使日方在出口市场降价，这种21世纪超级纤维必将在我国的国防、航空航天等高科技领域具有更为广泛的用途。PBO纤维的强度和模量极高，其相对强度是钢的12至14倍，而密度仅为1.52~1.55g/cm3，远低于碳纤维和钢。这使得PBO纤维成为制造防弹衣、航空航天材料、高性能绳索等的理想材料。此外，PBO纤维还具有优异的抗冲击和防弹性能，能够抵御大口径子弹的攻击。中国在PBO纤维的研究和生产方面也取得了显著进展。例如，成都新晨新材料有限公司建成了国内最大的PBO纤维生产装置，年产380吨，而中科金绮新材料科技有限公司则建成了国内首条100吨/年PBO纤维生产线。这些进展标志着中国在高性能纤维领域的自主创新能力。PBO纤维的生产技术复杂，涉及单体合成、聚合物合成和纤维纺丝等多个步骤。其中，4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐（DAR）是PBO纤维合成路线中的关键中间体。随着技术的进步和成本的降低，预计PBO纤维将在更多领域得到应用，尤其是在军事和航空航天等高科技领域。《PBO高温结构转化、性能调控及其对碳纤维导热性能的改善》《“一带一路”倡议下交通设施联通的企业创新效应研究——基于中欧班列开通的准自然实验》此文由中国复合材料工业协会搜集整理编译，部分数据来源于网络资料。文章不用于商业目的，仅供行业人士交流，引用请注明出处。