PBO 섬유는 폴리(p-페닐렌-2,6-벤조비스옥사졸) 폴리머를 건식제트 습식 방사 공정을 통해 만든 슈퍼 섬유입니다.분자 구조는 높은 강성과 방향성을 갖고 있어 비교할 수 없는 기계적 특성과 열적 안정성을 제공합니다.PBO 섬유는 주로 두 가지 유형으로 분류됩니다. 하나는 방사를 통해 직접 얻는 방사된 그대로(AS 유형)이고;다른 하나는 고탄성률(HM 유형)로, 이는 열처리 후 방적된 그대로의 섬유로 더 높은 탄성률을 갖습니다.
직조란 두 세트의 실(날실과 위사)을 직각으로 엮어 직물을 만드는 전통적인 공정을 말합니다.PBO 직조 원단은 PBO 섬유를 원료로 제직 공정을 통해 생산된 원단입니다.일반적으로 각 위사가 경사 위아래를 교대로 통과하는 가장 간단한 인터레이스 방법인 평직 구조를 채택하여 우수한 구조적 안정성과 기계적 특성을 제공합니다.
PBO 직조 직물의 생산은 주로 섬유 준비, 원사 준비 및 직조의 세 가지 주요 단계를 포함하는 정밀 공정입니다.
PBO 폴리머는 폴리인산(PPA)과 같은 용매에서 테레프탈산 또는 테레프탈로일 클로라이드와 4,6-디아미노-1,3-벤젠디올 염산염(DAR)의 중축합 반응을 통해 합성됩니다.생성된 폴리머 용액은 건식 제트 습식 방사(에어 갭 방사) 공정을 통해 섬유로 방사됩니다.이 과정에서 액정 용액은 방사구금에서 압출되어 높은 배향과 연신이 일어나는 공기층(건조 구간)을 먼저 통과한 후 응고조(습윤 구간)로 들어가 응고됩니다.이 공정은 섬유 표면의 결함을 최소화하여 기계적 특성을 향상시킵니다.
PBO 직물을 제직하기 전의 실 준비와 직조 자체에는 다음과 같은 특정 요구 사항이 있습니다.
주요 단계는 다음과 같습니다.
PBO 직조 직물 제조 공정의 개략도는 다음과 같습니다.
PBO 직조 원단의 성능은 탁월합니다.주요 기술 매개변수는 아래 표에 나와 있습니다.
| 재산 | 매개변수 표시기 | 비교 참조(예: 파라-아라미드) |
|---|---|---|
| 섬유 선형 밀도 | 100D~1500D까지 다양한 사양 | 유사한 공통 사양 |
| 인장강도 | 30 - 38cN/dtex | 파라 아라미드의 약 2배 |
| 인장 탄성률 | 140 - 280GPa | 파라 아라미드의 약 2배 |
| 파단시 신장 | 2% - 4% | 상대적으로 낮음 |
| 밀도 | 1.54 - 1.56g/cm³ | 강선보다 훨씬 가볍습니다(~7.8g/cm3). |
| 내열성 | 열분해 온도 ~650℃ 400℃ 공기 중 등온 질량 손실 <5% |
아라미드보다 약 100℃ 높음 |
| 제한산소지수(LOI) | 68 | 매우 높음(아라미드는 약 29) |
| 장기 내열성 | 50% 파단 하중 하에서 100시간 후 소성 변형 <0.03% | 훌륭한 |
| 화학적 안정성 | 대부분의 유기용제 및 알칼리에 대한 내성 농축액과 같은 강산에 쉽게 용해됩니다.황산, 메탄술폰산 |
아라미드보다 우수함(아라미드는 표백제에 민감함) |
위의 변수 외에도 PBO 섬유는 내충격성, 내피로성, 내마찰성 및 치수 안정성(열팽창계수는 -6×10⁻⁶/℃)도 우수합니다.유전율이 낮고 파동 전송 특성이 우수하여 레이돔과 같은 전자기 창 응용 분야에 적합합니다.
뛰어난 성능 덕분에 PBO 직조 직물의 응용은 주로 하이테크 및 고급 산업 분야에 집중되어 있습니다.
PBO 직조 직물은 현대 직물 소재와 기술의 정점을 나타냅니다.그 종합적인 성능은 아라미드 및 초고분자량 폴리에틸렌과 같은 전통적인 고성능 섬유의 성능을 훨씬 능가합니다.중합, 건식제트 습식방사, 연사, 직조 등 정교한 공정을 통해 제조되어 비교할 수 없는 강도, 모듈러스, 내열성 및 난연성을 보유하고 있습니다.
현재 PBO 섬유의 가격이 높고 강산성 환경에서의 안정성이 부족하지만 항공우주, 국방, 소방, 고급 산업 등 분야에서의 적용 가치는 대체 불가능합니다.생산기술의 지속적인 성숙과 생산능력의 확대로 인해 PBO 소재의 원가는 점차 하락할 것으로 예상되며, 적용분야는 더욱 확대될 전망이다.향후에는 신에너지 자동차, 특수건축물 보강 등 더 많은 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
