PBO-Faser, kurz für Poly(p-phenylenbenzobisoxazol), auch bekannt als Zylon PBO-Faser, gilt als die „Superfaser des 21. Jahrhunderts“. Sie entstand in den 1980er Jahren in den USA und wurde als Verstärkungsmaterial für Verbundwerkstoffe in der Luft- und Raumfahrt entwickelt. Als eines der vielversprechendsten Mitglieder der Familie der heteroaromatischen Polyamide zeichnet sich die PBO-Faser (Zylon) durch außergewöhnliche mechanische Eigenschaften und eine extrem hohe Wärmebeständigkeit aus.
Ein einzelnes PBO-Filament mit einem Durchmesser von nur 1 mm kann 450 kg heben und verfügt damit über eine mehr als zehnmal höhere Zugfestigkeit als Stahldraht. Die Zersetzungstemperatur der PBO-Faser erreicht bis zu 650 °C und ihr Sauerstoffgrenzwert (LOI) liegt bei 68 %, was sie zu einem der stärksten und zuverlässigsten flammhemmenden Gewebematerialien unter den organischen Fasern macht.
Die Herstellung von PBO-Stoffsatin ist ein komplexer Hightech-Prozess, der aus folgenden Schritten besteht:
Diese Schritte stellen sicher, dass das PBO-Flammgewebe Festigkeit, Wärmebeständigkeit und Oberflächenglätte vereint und sich somit ideal als flammhemmendes Gewebe für den Einsatz in der Industrie und der Luft- und Raumfahrt eignet.
| Kategorie | Parameter | Typischer/geschätzter Wert (basierend auf PBO-Faser) | Hinweise und Quellen |
|---|---|---|---|
| Mechanische Eigenschaften | Zugfestigkeit | Sehr hoch (bis zu 5,8 GPa für PBO-Faser) | Tatsächliche Gewebefestigkeit wird durch die Webstruktur beeinflusst |
| Zugmodul | Sehr hoch (bis zu 270 GPa für PBO-Faser) | Zeigt die Widerstandsfähigkeit gegen Verformung an | |
| Bruchdehnung | Niedrig (ca. 2,5 % für PBO-Fasern vom HM-Typ) | Hochmodulige, dehnungsarme Faser | |
| Thermische Eigenschaften | Dauerbetriebstemperatur. | Bis zu ~350 ℃ oder höher | Potenzial zum Ersatz anorganischer Fasern über 350 ℃ |
| Zersetzungstemp. | ~650 ℃ | ||
| Sauerstofflimitierungsindex (LOI) | 68 % | Als flammhemmendes Gewebematerial klassifiziert | |
| Andere Eigenschaften | Dichte | ~1,56 g/cm³ | Schwerer als Wasser, aber viel leichter als Metalle |
| Feuchtigkeitsrückgewinnung | ~0,6 % | Sehr geringe Feuchtigkeitsaufnahme | |
| Chemische Beständigkeit | Exzellent | Stabil gegenüber den meisten chemischen Reagenzien |
Wird in sekundären Flugzeugstrukturen, Satellitenkomponenten und Schutzmaterialien für Raketentriebwerke verwendet. Seine hohe spezifische Festigkeit und Wärmebeständigkeit tragen zur Gewichtsreduzierung und Leistungssteigerung bei. Im ballistischen Schutzbereich kann die PBO-Faser Zylon als hochwertiges, flammhemmendes Gewebematerial für kugelsichere Westen, Helme und Panzerungen gepanzerter Fahrzeuge eingesetzt werden.
Als hitzebeständiges, schwer entflammbares Gewebe eignet es sich für Schutzkleidung, Isolierdecken und Förderbänder in Hochtemperaturumgebungen. Unter 350 °C kann es aromatische Polyamide ersetzen; über 350 °C kann es Edelstahlfasern oder Keramikfasern ersetzen. Im Hochgeschwindigkeitszugbau können PBO-Faserverbundwerkstoffe das Strukturgewicht reduzieren und die Festigkeit erhöhen. Im Brückenbau sind PBO-Faserseile – leicht und dennoch robust – ideal für weitgespannte Brücken.
Wird in Sportartikeln eingesetzt, die extreme Festigkeit, Haltbarkeit und geringes Gewicht erfordern, wie z. B. professionelle Yachtsegel, Golfschläger, Tennisschläger, Skier und Hochleistungsfahrradrahmen. Die glatte Oberfläche von Satingewebe kann zudem den Luftwiderstand während der Bewegung reduzieren. Dies zeigt die Vielseitigkeit von Feuerflammengewebe sowohl für Sicherheits- als auch für Leistungsanwendungen.
Dank seiner chemischen Beständigkeit eignet sich PBO-Flammschutzgewebe für korrosionsbeständige Schutzkleidung. Es eignet sich auch für hochwertige Schnittschutzhandschuhe, Sicherheitsseile und andere Spezialausrüstung und unterstützt so den wachsenden Markt für flammhemmende Gewebe. Für Branchen, die flammhemmende Gewebe benötigen, gilt PBO als eine der fortschrittlichsten und zuverlässigsten Lösungen.
