Serat PBO adalah serat super yang diperbuat daripada poli (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) polimer melalui proses berputar basah kering.Struktur molekulnya mempunyai ketegaran dan orientasi yang tinggi, yang memberikannya dengan sifat mekanik yang tiada tandingan dan kestabilan haba.Serat PBO terutamanya dibahagikan kepada dua jenis: satu adalah as-spun (sebagai jenis), yang diperoleh secara langsung melalui berputar;Yang lain adalah modulus tinggi (jenis HM), yang merupakan serat AS-spun selepas rawatan haba, mempunyai modulus yang lebih tinggi.
Tenun merujuk kepada proses tradisional untuk mengintervasi dua set benang (warp dan rapi) pada sudut yang betul untuk membentuk kain.Fabrik Woven PBO adalah kain yang dihasilkan menggunakan serat PBO sebagai bahan mentah melalui proses tenunan.Ia biasanya mengamalkan struktur tenunan biasa, kaedah interlacing yang paling mudah di mana setiap benang weft bergantian melewati dan di bawah benang warp, menyediakan kestabilan struktur yang baik dan sifat mekanik.
Pengeluaran kain tenunan PBO adalah proses yang tepat, terutamanya termasuk tiga langkah utama: penyediaan serat, penyediaan benang, dan tenunan.
Polimer PBO disintesis melalui tindak balas polikondensasi antara asid terephthalic atau terephthaloyl chloride dan 4,6-diamino-1,3-benzenediol hydrochloride (DAR) dalam pelarut seperti asid polyphosphoric (PPA).Larutan polimer yang dihasilkan diputar ke dalam serat melalui proses berputar basah basah (berputar udara) kering.Dalam proses ini, larutan kristal cecair diekstrusi dari spinneret, pertama melalui lapisan udara (bahagian kering) di mana orientasi dan peregangan yang tinggi berlaku, dan kemudian memasuki mandi pembekuan (bahagian basah) untuk pemejalan.Proses ini meminimumkan kecacatan pada permukaan serat, dengan itu meningkatkan sifat mekanikalnya.
Penyediaan benang sebelum menenun kain PBO dan tenunan itu sendiri mempunyai keperluan khusus:
Langkah utama termasuk:
Berikut adalah gambarajah skematik proses pembuatan kain tenunan PBO:
Prestasi kain tenunan PBO adalah luar biasa.Parameter teknikal utamanya ditunjukkan dalam jadual di bawah:
| Harta | Petunjuk parameter | Rujukan perbandingan (mis., Para-aramid) |
|---|---|---|
| Ketumpatan linear serat | Pelbagai spesifikasi dari 100D - 1500D | Spesifikasi biasa yang sama |
| Kekuatan tegangan | 30 - 38 cn/dtex | Kira-kira dua kali ganda dari para-aramid |
| Modulus tegangan | 140 - 280 GPa | Kira-kira dua kali ganda dari para-aramid |
| Pemanjangan pada rehat | 2% - 4% | Agak rendah |
| Ketumpatan | 1.54 - 1.56 g/cm³ | Lebih ringan daripada dawai keluli (~ 7.8 g/cm³) |
| Rintangan haba | Suhu penguraian haba ~ 650 ℃ Kehilangan massa isoterma di udara pada 400 ℃ <5% |
Kira -kira 100 ℃ lebih tinggi daripada aramid |
| Mengehadkan Indeks Oksigen (LOI) | 68 | Sangat tinggi (Aramid adalah kira -kira 29) |
| Rintangan haba jangka panjang | Ubah bentuk plastik <0.03% selepas 100 jam di bawah 50% beban pecah | Cemerlang |
| Kestabilan kimia | Tahan kepada kebanyakan pelarut organik dan alkali Mudah dibubarkan oleh asid kuat seperti Conc.asid sulfurik, asid metanesulfonik |
Lebih baik daripada aramid (aramid sensitif terhadap peluntur) |
Selain parameter di atas, serat PBO juga mempunyai rintangan impak yang sangat baik, rintangan keletihan, rintangan geseran, dan kestabilan dimensi (pekali pengembangan haba ialah -6 × 10 ℃).Pemalar dielektriknya adalah rendah, menawarkan sifat penghantaran gelombang yang baik, menjadikannya sesuai untuk aplikasi tetingkap elektromagnet seperti radom.
Terima kasih kepada prestasi cemerlangnya, aplikasi kain tenunan PBO terutamanya tertumpu dalam bidang industri berteknologi tinggi dan mewah:
Fabrik tenunan PBO mewakili puncak bahan dan teknologi tekstil moden.Prestasi komprehensifnya jauh melebihi serat prestasi tinggi tradisional seperti polietilena berat molekul aramid dan ultra tinggi.Dikeluarkan melalui proses pempolimeran yang canggih, kering-jet basah berputar, berpusing, dan menenun, ia mempunyai kekuatan yang tiada tandingan, modulus, rintangan haba, dan kebencian api.
Walaupun kos serat PBO semasa adalah tinggi dan kestabilannya dalam persekitaran asid yang kuat tidak mencukupi, nilai aplikasinya dalam bidang seperti aeroangkasa, pertahanan negara, perlindungan kebakaran, dan industri mewah tidak boleh digantikan.Dengan pematangan teknologi pengeluaran yang berterusan dan pengembangan kapasiti pengeluaran, kos bahan PBO dijangka secara beransur -ansur berkurangan, dan bidang aplikasinya akan terus berkembang.Ia dijangka memainkan peranan penting dalam lebih banyak bidang seperti kenderaan tenaga baru dan tetulang bangunan khas pada masa akan datang.
