Serat PBO merupakan serat super yang terbuat dari polimer poli(p-fenilena-2,6-benzobisoxazol) melalui proses pemintalan basah jet kering.Struktur molekulnya memiliki kekakuan dan orientasi tinggi, yang memberinya sifat mekanik dan stabilitas termal yang tak tertandingi.Serat PBO terutama dibagi menjadi dua jenis: satu adalah as-spun (tipe AS), diperoleh langsung melalui pemintalan;yang lainnya adalah modulus tinggi (tipe HM), yaitu serat yang dipintal setelah perlakuan panas, yang memiliki modulus lebih tinggi.
Tenun mengacu pada proses tradisional menjalin dua set benang (lusi dan pakan) pada sudut kanan untuk membentuk kain.Kain tenun PBO merupakan kain yang diproduksi dengan menggunakan bahan baku serat PBO melalui proses penenunan.Biasanya mengadopsi struktur tenunan polos, metode jalinan paling sederhana di mana setiap benang pakan secara bergantian melewati dan di bawah benang lusi, memberikan stabilitas struktural dan sifat mekanik yang baik.
Produksi kain tenun PBO merupakan proses yang presisi, terutama mencakup tiga langkah utama: penyiapan serat, penyiapan benang, dan penenunan.
Polimer PBO disintesis melalui reaksi polikondensasi antara asam tereftalat atau terefthaloil klorida dan 4,6-diamino-1,3-benzenediol hidroklorida (DAR) dalam pelarut seperti asam polifosfat (PPA).Larutan polimer yang dihasilkan dipintal menjadi serat melalui proses pemintalan basah jet kering (pemintalan celah udara).Dalam proses ini, larutan kristal cair diekstrusi dari pemintal, pertama-tama melewati lapisan udara (bagian kering) di mana terjadi orientasi dan peregangan tinggi, dan kemudian memasuki bak koagulasi (bagian basah) untuk pemadatan.Proses ini meminimalkan cacat pada permukaan serat, sehingga meningkatkan sifat mekaniknya.
Persiapan benang sebelum menenun kain PBO dan penenunan itu sendiri mempunyai persyaratan khusus:
Langkah-langkah penting meliputi:
Berikut ini adalah diagram skema proses pembuatan kain tenun PBO :
Performa kain tenun PBO luar biasa.Parameter teknis utamanya ditunjukkan pada tabel di bawah ini:
| Milik | Indikator Parameter | Referensi Komparatif (misalnya, Para-aramid) |
|---|---|---|
| Kepadatan Linier Serat | Berbagai spesifikasi dari 100D - 1500D | Spesifikasi umum serupa |
| Kekuatan Tarik | 30 - 38 cN/dteks | Sekitar dua kali lipat dari para-aramid |
| Modulus Tarik | 140 - 280 IPK | Sekitar dua kali lipat dari para-aramid |
| Perpanjangan Saat Istirahat | 2% - 4% | Relatif rendah |
| Kepadatan | 1,54 - 1,56 gram/cm³ | Jauh lebih ringan dari kawat baja (~7,8 g/cm³) |
| Tahan Panas | Suhu dekomposisi termal ~650℃ Kehilangan massa isotermal di udara pada 400℃ <5% |
Sekitar 100℃ lebih tinggi dari aramid |
| Membatasi Indeks Oksigen (LOI) | 68 | Sangat tinggi (aramid sekitar 29) |
| Tahan Panas Jangka Panjang | Deformasi plastis <0,03% setelah 100 jam pada beban putus 50%. | Bagus sekali |
| Stabilitas Kimia | Tahan terhadap sebagian besar pelarut organik dan alkali Mudah larut oleh asam kuat seperti konsentrasi.asam sulfat, asam metanasulfonat |
Lebih baik dari aramid (aramid sensitif terhadap pemutih) |
Selain parameter di atas, serat PBO juga memiliki ketahanan benturan, ketahanan lelah, ketahanan gesekan, dan stabilitas dimensi yang sangat baik (koefisien muai panas -6×10⁻⁶/℃).Konstanta dielektriknya rendah, menawarkan sifat transmisi gelombang yang baik, sehingga cocok untuk aplikasi jendela elektromagnetik seperti radome.
Berkat kinerjanya yang luar biasa, penerapan kain tenun PBO terutama terkonsentrasi di bidang industri berteknologi tinggi dan kelas atas:
Kain tenun PBO mewakili puncak bahan dan teknologi tekstil modern.Kinerja komprehensifnya jauh melebihi serat tradisional berkinerja tinggi seperti aramid dan polietilen dengan berat molekul sangat tinggi.Diproduksi melalui proses polimerisasi yang canggih, pemintalan basah jet kering, puntiran, dan penenunan, produk ini memiliki kekuatan, modulus, ketahanan panas, dan ketahanan api yang tak tertandingi.
Meskipun harga serat PBO saat ini tinggi dan stabilitasnya di lingkungan asam kuat tidak mencukupi, nilai penerapannya di bidang-bidang seperti dirgantara, pertahanan nasional, proteksi kebakaran, dan industri kelas atas tidak dapat tergantikan.Dengan semakin matangnya teknologi produksi dan perluasan kapasitas produksi, biaya bahan PBO diperkirakan akan menurun secara bertahap, dan bidang penerapannya akan semakin meluas.Hal ini diperkirakan akan memainkan peran penting di lebih banyak bidang seperti kendaraan energi baru dan penguatan bangunan khusus di masa depan.
