Штапельное волокно PBO: Обзор волокна Zylon PBO
Штапельное волокно PBO, научно известное как Поли(п-фениленбензобисоксазол) , также называемый Волокно Zylon PBO , — это высокопроизводительное волокно, изготовленное из полибутиленового (ПБО) волокна методом гофрирования, термофиксации и резки. Благодаря своей уникальной молекулярной структуре и выдающимся свойствам оно стало незаменимым в аэрокосмической, оборонной и охранной отраслях.
ПБО-волокно Zylon Впервые разработан американскими учёными. В 1998 году японская компания Toyobo начала коммерческое производство и заняла лидирующие позиции на мировом рынке. В 2018–2019 годах ПБО-волокно Китай началось производство, что разрушило иностранные монополии и сделало Китай второй страной с промышленным масштабом Производство ПБО-волокна возможности.
Молекулярная структура и основные свойства
1. Сверхвысокая прочность и модуль упругости
- Структура молекулярной цепи: Чередующиеся бензольные и бензобисоксазольные кольца образуют жесткий остов, сводящий к минимуму потери энергии и максимизирующий передачу напряжения.
- Высокая ориентация: Жидкокристаллическое вращение выстраивает молекулы в почти идеальные кристаллические структуры, обеспечивая исключительную прочность.
2. Термостойкость и огнестойкость
- Ароматическая гетероциклическая структура: Высокостабильные химические связи делают его устойчивым к деградации.
- Высокое содержание углерода: Графитизация образует плотный обугленный слой при разложении, блокирующий тепло и кислород. Потеря пробоя достигает 68%.
3. Недостаток: чувствительность к УФ-излучению.
Оксазольное кольцо разрушается под действием ультрафиолетового света, вызывая разрыв цепи. Решения включают защитные покрытия, модификацию сополимеров и разработку стратегий разработки приложений.
Процесс производства ПБО-волокна
The Процесс производства ПБО-волокна предполагает строгий контроль синтеза полимера и прядения.
- Чистота мономера: Для получения высокопроизводительных полимеров DAR·HCl и PTA должны быть чрезвычайно чистыми.
- Полимеризация в растворе: Проводится в ППА с образованием лиотропных жидкокристаллических растворов, необходимых для прядения.
- Мокрое прядение методом сухого струйного прядения: Волокна вытягиваются в воздушные зазоры, затем затвердевают в ваннах с фосфорной кислотой, фиксируя ориентацию.
- Термическая обработка: Производит волокна типа AS (пряденые) и типа HM (высокомодульные).
- Штапельное волокнование: Волокна подвергаются извитости, усадке и резке на штапельные отрезки или целлюлозу.
Сравнение технических параметров
Для иллюстрации Применение ПБО-волокна преимущества, вот сравнение с другими высокопроизводительными волокнами.
| Индекс производительности | Единица | ПБО (HM) | ПБО (АС) | Кевлар®49 | Дайнима® | Углеродное волокно (T700) | Полиимид (P84®) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Предел прочности | ГПа | 5.8 | 5.8 | 3.6 | 3.5 | 4.9 | 0,5 |
| Модуль упругости при растяжении | ГПа | 270 | 180 | 130 | 110 | 230 | 7.0 |
| Удлинение при разрыве | % | 2.5 | 3.5 | 2.8 | 3.8 | 2.0 | 30.0 |
| Плотность | г/см³ | 1.56 | 1.54 | 1.45 | 0,97 | 1.80 | 1.41 |
| Температура непрерывного использования. | °С | >350 | >300 | ~250 | ~80 | >500 | ~260 |
| LOI | % | 68 | 68 | 29 | - | - | 38 |
| Температура разложения. | °С | 650 | 650 | 550 | ~150 | - | 450 |
Вывод: ПБО превосходит другие органические волокна по прочности, модулю упругости и термостойкости. У него нет реальных Альтернатива волокну PBO что соответствует его производительности.
Применение PBO-волокна и перспективы на будущее
1. Новые приложения
- Новые энергетические батареи: Применение ПБО-волокна в сепараторах литиевых аккумуляторов повышает термостойкость, устойчивость к проколам и безопасность.
- Разведка нефти и газа: Используется в кабелях для сверхглубокого бурения, выдерживающих высокое давление, нагрев и коррозию.
- Личная защита: Позволяет создавать интеллектуальные пожарные костюмы с охлаждением и теплоизоляцией.
- Спортивный инвентарь: Высокопроизводительные велосипеды, ракетки и лыжи легче, чем из углеродного волокна.
2. Будущие задачи
- Расходы: Снижение затрат на мономеры и оптимизация производства для снижения Цена на ПБО-волокно .
- Модификация поверхности: Экологичные методы улучшения сцепления смол.
- Локализация: ПБО-волокно Китай продолжает движение к полной независимости цепочки.
Заключение
Волокно Zylon PBO Представляет собой вершину современных синтетических волокон. Его механические, термические и огнестойкие свойства делают его незаменимым в аэрокосмической, оборонной и охранной сферах. Несмотря на высокую стоимость и чувствительность к ультрафиолетовому излучению, Применение волокон PBO быстро расширяются. Для тех, кто ищет Купить волокно PBO онлайн , понимая его Производство ПБО-волокна , производительность и рынки имеют решающее значение.
