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聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维因为卓越的力学性能、热稳定性及化学稳定性被誉为“有机纤维之王”。尽管如此,商用PBO纤维的实际强度仍与其理论强度有较大的差距。近年来采用氧化石墨烯,碳纳米管等碳纳米材料改性PBO纤维的报道层出不穷,一定程度上弥补了PBO纤维实际强度与理论强度的差距。而石墨烯量子点(GQDs)作为碳纳米材料中新的一员,相比氧化石墨烯,碳纳米管,在PBO聚合体系中有着更加突出的溶解性和分散性,而作为PBO纤维增强体的研究却鲜有报道。本课题通过一种简易的水热反应方法制备得到了与PBO聚合体系相匹配的羧基化石墨烯量子点。随后通过石墨烯量子点与PBO纤维共聚得到GQDs/PBO改性纤维,以到达制备性能更为优异的GQDs/PBO复合纤维的目的。进一步弥补PBO纤维实际强度与理论强度的差距。首先,通过水热反应一锅法制备了羧基化石墨烯量子点,探究了反应条件对石墨烯量子点的影响。结果发现反应中浓硫酸的加入不会改变石墨烯量子点的结构和组成且可以防止石墨烯量子点之间的相互聚集。石墨烯量子点的大小会随着水热反应时间的增加而增大,随浓硫酸加入量的增加而减小。制备得到的羧基化石墨烯量子点表面含有丰富的可反应官能团。最终发现加入5 ml浓硫酸,在200℃反应4 h得到的石墨烯量子点最适宜进行后续的共聚反应。随后,对GQDs/PBO改性纤维的反应条件进行了探究。结果发现最佳终止反应的温度为180℃。在共聚过程中石墨烯量子点应先在多聚磷酸中超声分散,在对苯二甲酰氯加入前加入到体系中,体系的搅拌速率应先快这样石墨烯量子点才可以在体系中更加均匀地分散。最后,对不同GQDs加入量的改性纤维的拉伸强度、粘均分子量、晶体结构及热力学性能进行了分析。结果发现随着GQDs加入量的增加,GQDs/PBO改性纤维的力学性能、粘均分子量均呈现先增大后减小的趋势。相对于PBO纤维,GQDs/PBO改性纤维的单丝拉伸强度最高可提高15%,粘均分子量最高可提高16%。石墨烯量子点的适量添加可以改善纤维的热力学性能,通过TG、DTG测试显示相对于PBO纤维改性纤维的初始分解温度可提升20℃,最终质量残余率可提升6%。