Зайлон
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
поли( п -фенилен-2,6-бензобизоксазол) [1]
| |
| Идентификаторы | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Зайлон ( название ИЮПАК : поли( п- фенилен-2,6-бензобизоксазол) ) — торговая марка для ряда термореактивных жидкокристаллических полиоксазолов . Этот синтетический полимерный материал был изобретен и разработан компанией SRI International в 1980-х годах и производится компанией Toyobo . [2] В общем использовании волокно обозначается как PBO. [3]
Зайлон имеет 5,8 ГПа предел прочности на разрыв . [4] что в 1,6 раза больше, чем у кевлара . Кроме того, Zylon имеет высокий модуль Юнга — 270 ГПа , что означает, что он жестче стали. Как и кевлар, зайлон используется во многих случаях, когда требуется очень высокая прочность и превосходная термическая стабильность. Теннисные ракетки, ракетки для пинг-понга , сноуборды , различные медицинские устройства и некоторые марсианские марсоходы — вот некоторые из наиболее известных примеров.
Использование
[ редактировать ]Бронежилет
[ редактировать ]Зайлон получил широкое распространение в американских полицейских бронежилетах в 1998 году, когда компания Second Chance Body Armor, Inc. представила ему защитные жилеты «Ultima» и «Ultimax». Защитные жилеты, изготовленные из Zylon, были подвергнуты сомнению в конце 2003 года, когда жилеты офицера полиции Оушенсайда, Калифорния Тони Зеппетеллы и Форест-Хиллз, Эда Лимбахера, вышли из строя, в результате чего Зеппетелла был смертельно ранен, а Лимбахер серьезно ранен. В некоторых исследованиях впоследствии сообщалось, что жилеты Zylon могут со временем деградировать. [5] и оставляют своим владельцам меньшую защиту, чем ожидалось. Компания Second Chance в конечном итоге отозвала все свои жилеты Zylon, что привело к ее банкротству. В начале 2005 года компания Armor Holdings, Inc. отозвала свою продукцию на основе Zylon и снизила номинальный срок службы новых жилетов с 60 до 30 месяцев. [6] В августе 2005 года компания AHI решила прекратить производство всех своих жилетов, содержащих зайлон. США Во многом это было основано на действиях Национального института юстиции , который лишил Zylon сертификата для использования в одобренных им моделях баллистических жилетов для правоохранительных органов. [7]
Министерство юстиции США начало многочисленные расследования возможных нарушений Закона о ложных исках в отношении дефектных жилетов. В ходе судебного разбирательства были достигнуты мировые соглашения на общую сумму более 136 миллионов долларов с 18 организациями, занимавшимися производством и продажей жилетов Zylon. Расследование завершилось спустя почти два десятилетия, когда было достигнуто окончательное урегулирование с поставщиком материалов Honeywell International . в конце 2022 года [8]
Исследование космического лифта
[ редактировать ]20–21 октября 2006 года в Лас-Крусес, штат Нью-Мексико, США, прошли соревнования Wirefly X Prize Cup. В Tether Challenge участвовала команда Университета Британской Колумбии , использовавшая конструкцию из волокон Zylon. Домашний трос, используемый Spaceward, который другим командам придется превзойти по силе на 50% в играх Spaceward 2007 года, [9] был сделан из Зилона.
Наука о высотных аэростатах
[ редактировать ]Зайлон используется НАСА для длительного сбора данных на большой высоте. Плетеные нити Zylon сохраняют структуру полиэтиленовых баллонов сверхдавления . Зайлон является предпочтительным материалом из-за его небольшого веса, высокой прочности на разрыв и тепловых свойств. [10]
Автоспорт
[ редактировать ]С 2001 года тросы Zylon используются в Формуле-1 для крепления колес к шасси, предотвращая тем самым выброс колеса в людное место в случае аварии, в результате которой колесо поднимается в воздух. Начиная с сезона 2007 года кабина водителя должна быть облицована специальными противопробиваемыми панелями из Zylon. [11] В 2011 году была представлена полоса Zylon для усиления верхней части козырька гоночного шлема. [12] и обеспечить перекрытие козырька и шлема для дополнительной защиты после травмы Фелипе Массы в 2009 году . Лига Indy Racing начала использовать Zylon в 2008 году . [13]
Стоячий такелаж
[ редактировать ]На современных гоночных яхтах Zylon используется для изготовления частей стоячего такелажа . Он используется в качестве кожухов и опор . Волокно ПБО (полибензоксазол) разрушается под воздействием ультрафиолетового света, морской воды и истирания (проблема, из-за которой зайлон был исключен из использования в защитных жилетах для полиции, как показано выше), и поэтому защищено синтетической оплавленной оболочкой. . Утверждается, что он на 65% легче традиционной оснастки и стоит 110–130% от цены стержневой оснастки. [14] На основании лабораторных испытаний также заявлена превосходная долговечность.
Парашюты
[ редактировать ]SpaceX использует Zylon для строп подвески своих парашютов Mk3 . Четыре парашюта Mk3 служат основными парашютами на каждом из пилотируемых космических кораблей SpaceX Crew Dragon . [15]
Проводящий текстиль
[ редактировать ]Зайлон используется в качестве основного волокна для некоторых проводящих тканей, где волокно Зайлона покрыто никелем, медью, серебром или золотом. Проводящее волокно используется для электронного текстиля, защиты от электромагнитных помех в тканых или трикотажных полотнах или в качестве оплетки проводов, а также для передачи сигналов или проводимости тока. Это проводящее волокно сочетает в себе преимущества Zylon (прочность, устойчивость к высоким температурам, долговечность, легкий вес и т. д.) с электрическими свойствами различных металлов. Проводящие нити можно сшить, заплести, вязать или просто изолировать, как оголенный провод. [16]
Структурная реабилитация
[ редактировать ]PBO — это самое прочное и жесткое из имеющихся на рынке волокон, используемых для ремонта и укрепления бетонных и каменных конструкций в композитных системах с внешней связью. [17] В этой системе волокна производятся в виде тканевой сетки, а матрица из цементного раствора связывает ее с существующей структурой.
Громкоговорители
[ редактировать ]Yamaha использует Zylon для изготовления диффузоров для своего топового динамика NS-5000. [18]
Спицы для велосипедных и инвалидных колясок
[ редактировать ]Spinergy, Inc. производит колеса для велосипедов и инвалидных колясок со спицами ПБО. Они утверждают, что их спицы из волокна PBO действуют как гаситель вибрации и ударов, при этом они легче и прочнее стальных спиц. [19]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Сборник терминологии и номенклатуры полимеров — Рекомендации ИЮПАК 2008 г. (PDF) . Проверено 28 августа 2018 г.
- ^ Нильсон, Дональд (2006). Наследие инноваций: первые полвека SRI . Менло-Парк, Калифорния : SRI International . стр. 11–7–11–10. ISBN 978-0974520810 .
- ^ Абегаз, Адане З. (18 декабря 2013 г.). Усовершенствованные армированные волокнами композиты как ограничивающие системы для железобетонных колонн (Диссертация). Репозиторий научных материалов Университета Майами. п. 7.
- ^ Toyobo Co., Ltd. «Zylon® (волокно ПБО)» (скачать бесплатно PDF) (Техническая информация).
- ^ «Зилон» . Policeone.com . Проверено 20 марта 2014 г.
- ^ «Новости Нью-Джерси» . Архивировано из оригинала 3 марта 2016 г. Проверено 2 июня 2022 г.
- ^ «Выпуск журнала NIJ № 254: Инициатива по безопасности бронежилетов» .
- ^ «Honeywell заплатит 3,35 миллиона долларов за предполагаемые ложные претензии в отношении пуленепробиваемых жилетов Zylon» . 26 октября 2022 г.
- ^ Литтл, Брайан (19 октября 2007 г.). «Космические игры 2007 | GeekDad» . Проводной . Wired.com . Проверено 20 марта 2014 г.
- ^ Саид, Массачусетс; Дингуолл, Бренда; Гупта, А.; Сейам, AM; Мок, Г.; Тейсон, Т. (декабрь 2006 г.). «Исследование устойчивости к ультрафиолетовому (УФ) излучению высокопрочных волокон» . Достижения в космических исследованиях . 37 (11). ООО «Эльзевир»: 2052–2058 гг. Бибкод : 2006АдСпР..37.2052С . дои : 10.1016/j.asr.2005.04.098 .
- ^ Формулы-1 Пресс-релиз . «Правила и положения FIA Спортивный регламент 2007 г.» . Архивировано из оригинала 26 января 2007 г. Проверено 29 января 2007 г.
- ^ «Super Visor — шлемы Формулы-1 становятся еще безопаснее» . Formula1.com . 30 марта 2011 г. Архивировано из оригинала 25 августа 2013 г. Проверено 30 марта 2011 г.
- ^ «Модернизация Indy-Car запланирована на 2008, 2009 годы» . AutoWeek.com . 07.09.2007 . Проверено 17 сентября 2007 г.
- ^ «powerliterigging.com» . powerliterigging.com . Проверено 20 марта 2014 г.
- ^ «Илон Маск и глава НАСА рассказывают обновленную информацию о космическом корабле астронавтов SpaceX» . Ютуб . 10.10.2019. Архивировано из оригинала 12 декабря 2021 г.
- ^ «Металлическое волокно — волокно AmberStrand®» . Metalcladfibers.com . Проверено 15 июня 2017 г.
- ^ Тумиалан, Густаво; Де Лука, Антонио (сентябрь 2014 г.). «ФРКМ Системс» . Журнал «Структура» .
- ^ «Технология НС-5000» . yamaha.com . Проверено 10 марта 2022 г.
- ^ «Спицы Spinergy PBO» . spinergy.com . Проверено 28 июня 2023 г.
