Zylon (PBO)

Zylon je obchodní označení textilního vlákna s chemickým složením poly(p-fenylen-benzobisoxazol), zkráceně PBO.[1]

Struktura molekuly PBO

Historie

PBO vlákno bylo vyvinuto v laboratoři amerického letectva v 70. letech 20. století. V dalších letech vyvíjela tento materiál DOW Chemical Company, od které koupila licenci japonská Toyobo a začala v roce 1998 pod značkou Zylon s průmyslovou výrobou.[2]

V roce 2024 vyrábí PBO vlákna ve světě 15 firem. Údaje o objemu celkové produkce nejsou publikovány, známé je jen, že se na ní podílí britská Spencer Synthetics s 21 a japonské firmy Hayami Industry s 15 a Toyobo s 11 %.[3] Cena zylonu se pohybuje cca v rozsahu 180-225 USD/kg.[4]

Výroba

[5] PBO vzniká sloučením polyfosforečné kyseliny s drahými přísadami a agresivními rozpouštědly. Výsledkem je chemikálie s vysokou viskozitou, jejíž složení ukazuje nákres vpravo. Firma Toyoba dodává vlákno ve dvou variantách:

  • druh AS jako filament v jemnostech 28-167 tex, stříž 44-76 mm, řezané na 1, 3 a 6 mm a staplovou přízi v jemnostech 15-30 tex
  • druh HM jako filament v jemnostech 27-164 tex

Vlastnosti vlákna

Zylon patří ke skupině vláken s mimořádně vysokou pevností. Druh HM i AS dosahuje pevnost v tahu 5,8 GPa se specifickou hmotností 1,56 g/cm³ a LOI 68. Vlákno snáší teploty až do 650 °C, kdy se rozpadá (bez roztavení).

Druh AS vykazuje oproti HM nižší pružnost (180 GPa k 280 GPa), tažnost (2,0 % ku 3,5 %) a hygroskopičnost (0,6 % oproti 2 %).

Těmito vlastnostmi se PBO řadí k vláknům s vynikajícími vlastnostmi, tzv. high performance fibers, podobně jako např. aramidy nebo uhlíková vlákna. K nedostatkům Zylenu patří nízká odolnost proti účinkům ultrafialového záření a vlhkosti. [6]

Porovnání některých vlastností zylonu s jinými vlákny této kategorie:[7]

MateriálTaž. pevnost
(MPa)		Hustota
(g/cm³)		Spec. pevnost
(kN.m/kg)		Tržná délka
(km)
Zylon 5800 1,54 3766 384
skleň. vlákno 3400 2,60 1307 133
Vectran 2900 1,40 2071 211
Kevlar 49 3000 1,44 2083 212
uhlíkové vlákno 4300 1,75 2457 250
UHMWPE 3600 0,97 3711 378

Použití

Výrobce zylonu uvádí velmi široké možnosti použití ve formě tkanin a kompozitů od ochranných oděvů proti horku a ohni přes nářadí ke sportu až ke složitým součástem staveb letadel, vesmírných lodí nebo mostů. [8]

Příkladem použití jsou lana padáku u kapsle pro dopravu lidí na ISS Dragon 2 od společnosti SpaceX.[9]

Použití zylonu na osobní pancíře je problematické. Někteří výrobci po reklamacích kvůli nedostatečné odolnosti proti ultrafialovému záření přestali dodávat neprůstřelné vesty z tohoto materiálu. [10]

Odkazy

Literatura

  • High-Performance Structural Fibers for Advanced Polymer Matrix Composites, The National Academies Press 2000, ISBN 978-0-309-09614-0

Reference

  1. ↑ Registerauskunft [online]. Deutsches Patent- und Markenamt, 1996-12-13 [cit. 2017-07-18]. Dostupné online. (německy) 
  2. ↑ Do you know about PBO fiber [online]. China Fabric Suppliers, 2023-12-03 [cit. 2024-07-18]. Dostupné online. (anglicky) 
  3. ↑ Veit: Fibers, Springer Nature 2022, ISBN 978-3-031-15309-9, str. 770-772
  4. ↑ Kingslings Factory Direct Supply [online]. Made-in-China, 2024 [cit. 2024-07-18]. Dostupné online. (anglicky) 
  5. ↑ PBO Fiber Zylon [online]. Toyobo, 1996-2015 [cit. 2017-07-18]. Dostupné online. (anglicky) 
  6. ↑ Investigations by Mehler [online]. S.Will, 2002-07-05 [cit. 2017-07-18]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2015-06-27. (anglicky) 
  7. ↑ Quantum-chemical simulation  [online]. Research Gate, 2023-11-30 [cit. 2024-07-18]. Dostupné online. (anglicky) 
  8. ↑ Main Applications [online]. Toyobo, 1996-2015 [cit. 2017-07-18]. Dostupné online. (anglicky) 
  9. ↑ SEEDHOUSE, Erik. Elon Musk: The space industry’s Tony Stark. New York, NY: Springer New York Dostupné online. ISBN 978-1-4614-5513-4, ISBN 978-1-4614-5514-1. S. 1–15. 
  10. ↑ Zylon Body Armor [online]. Tactical Survivalist, 2017 [cit. 2017-07-18]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2017-10-08. (anglicky) 

Související články

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole).svg
Chemical structure of poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole). Aka commercial name Zylon.