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]

Materiál	Taž. 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