Zylon
Zylon
Fórmula esquelética de un monómero de Zylon
Nombres
Nombre IUPAC
poli( p -fenileno-2,6-benzobisoxazol) [1]
Identificadores
  • DTXSID60107887
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Compuesto químico

Zylon ( nombre IUPAC : poli( p -fenileno-2,6-benzobisoxazol) ) es un nombre comercial para una gama de polioxazoles cristalinos líquidos termoendurecibles . Este material polimérico sintético fue inventado y desarrollado por SRI International en la década de 1980 y fabricado por Toyobo . [2] En el uso genérico, la fibra se conoce como PBO. [3]

El Zylon tiene una resistencia a la tracción de 5,8 GPa , [4] que es 1,6 veces la del Kevlar . Además, el Zylon tiene un módulo de Young elevado de 270 GPa , lo que significa que es más rígido que el acero. Al igual que el Kevlar, el Zylon se utiliza en diversas aplicaciones que requieren una resistencia muy alta con una excelente estabilidad térmica. Raquetas de tenis , palas de ping pong , tablas de snowboard , diversas aplicaciones médicas y algunos de los vehículos exploradores marcianos son algunos de los ejemplos más conocidos.

Uso

Armadura corporal

El Zylon se hizo ampliamente utilizado en la protección corporal de los agentes de policía de Estados Unidos en 1998, cuando Second Chance Body Armor, Inc. lo introdujo en sus chalecos protectores "Ultima" y "Ultimax". Los chalecos protectores fabricados con Zylon fueron cuestionados a finales de 2003, cuando los chalecos del agente de policía de Oceanside, California, Tony Zeppetella, y del agente de policía de Forest Hills, Pensilvania, Ed Limbacher, fallaron, dejando a Zeppetella mortalmente herido y a Limbacher gravemente herido. Algunos estudios posteriores informaron que los chalecos de Zylon podrían degradarse con el tiempo [5] y dejar a sus usuarios con menos protección de la esperada. Second Chance finalmente retiró todos sus chalecos de Zylon, lo que llevó a su quiebra. A principios de 2005, Armor Holdings, Inc. retiró sus productos basados ​​en Zylon y redujo la garantía de vida útil nominal de los chalecos nuevos de 60 meses a 30 meses. [6] En agosto de 2005, AHI decidió dejar de fabricar todos sus chalecos que contenían Zylon. Esto se basó en gran medida en las acciones del Instituto Nacional de Justicia del gobierno de EE. UU ., que descertificó el Zylon para su uso en sus modelos aprobados de chalecos balísticos para las fuerzas del orden. [7]

El Departamento de Justicia de Estados Unidos ha iniciado numerosas investigaciones sobre posibles violaciones de la Ley de Reclamaciones Falsas en relación con los chalecos defectuosos. A lo largo del litigio se han alcanzado acuerdos por un total de más de 136 millones de dólares con 18 entidades implicadas en la producción y venta de chalecos de Zylon. Las investigaciones concluyeron después de casi dos décadas cuando se obtuvo el acuerdo final con el proveedor de materiales Honeywell International a finales de 2022. [8]

Investigación sobre ascensores espaciales

Del 20 al 21 de octubre de 2006 se celebró una competición en la Wirefly X Prize Cup en Las Cruces, Nuevo México, EE. UU. Un equipo de la Universidad de Columbia Británica participó en el Tether Challenge, utilizando una construcción hecha de fibras de Zylon. La correa de sujeción de la casa utilizada por Spaceward, que los otros equipos tendrían que superar en fuerza en un 50% en los juegos Spaceward de 2007, [9] estaba hecha de Zylon.

Ciencia de los globos aerostáticos de gran altitud

La NASA utiliza Zylon para la recopilación de datos a gran altitud y de larga duración. Las hebras trenzadas de Zylon mantienen la estructura de los globos de polietileno de superpresión . El Zylon es el material elegido debido a su bajo peso, alta resistencia a la tracción y propiedades térmicas. [10]

Deportes de motor

Desde 2001, en la Fórmula 1 se utilizan correas de Zylon para sujetar las ruedas al chasis, evitando así que la rueda salga despedida a una zona concurrida en caso de accidente que provoque que la rueda salga despedida por el aire. A partir de la temporada 2007 , la cabina del piloto debe estar revestida con paneles especiales antipenetración hechos de Zylon. [11] En 2011, se introdujo una tira de Zylon para reforzar la parte superior de la visera del casco de carreras [12] y proporcionar una superposición entre la visera y el casco para una protección adicional después de la lesión de Felipe Massa en 2009. La Indy Racing League comenzó a utilizar Zylon en 2008. [ 13]

Aparejo fijo

En los yates de carreras modernos , se utiliza Zylon para partes del aparejo fijo . Se utiliza como obenques y estays . La fibra de PBO (polibenzoxazol) se degrada por la luz ultravioleta, el agua de mar y el roce (el problema que provocó que el Zylon se retirara del uso en chalecos protectores para uso policial, como se muestra arriba), y por lo tanto está protegido por una cubierta sintética fundida. Se afirma que es un 65% más ligero que el aparejo tradicional a un precio del 110-130% del precio del aparejo de varilla. [14] Según pruebas de laboratorio, también se afirma que tiene una durabilidad superior.

Paracaídas

SpaceX utiliza Zylon para las líneas de suspensión de sus paracaídas Mk3 . Cuatro paracaídas Mk3 sirven como paracaídas principales en cada una de las naves espaciales Crew Dragon aptas para humanos de SpaceX . [15]

Textil conductor

El Zylon se ha incorporado como fibra base para algunos textiles conductores, en los que la fibra de Zylon se recubre con níquel, cobre, plata u oro. La fibra conductora se utiliza para textiles electrónicos, blindaje EMI en láminas tejidas o de punto, o como trenza sobre cables, y para transmisión de señales o conducción de corriente. Esta fibra conductora combina las ventajas del Zylon (resistencia, resistencia a altas temperaturas, durabilidad, peso ligero, etc.) con las propiedades eléctricas de varios metales. Los hilos conductores se pueden coser, trenzar, tejer o simplemente aislar como un cable desnudo. [16]

Rehabilitación estructural

El PBO es la fibra más fuerte y rígida disponible comercialmente y se utiliza para reparar y reforzar estructuras de hormigón y mampostería en sistemas compuestos adheridos externamente. [17] En este sistema, las fibras se producen en forma de una malla de tela, y una matriz de mortero cementicio la adhiere a una estructura existente.

Altavoces

Yamaha utiliza Zylon para fabricar los conos de los altavoces de su gama alta NS-5000. [18]

Radios de ruedas de bicicletas y sillas de ruedas

Spinergy, Inc. produce ruedas para bicicletas y sillas de ruedas con radios de PBO. Afirman que sus radios de fibra de PBO actúan como amortiguadores de vibraciones e impactos, además de ser más ligeros y resistentes que los radios de acero. [19]

Véase también

Referencias

  1. ^ Compendio de terminología y nomenclatura de polímeros - Recomendaciones de la IUPAC 2008 (PDF) . Consultado el 28 de agosto de 2018 .
  2. ^ Nielson, Donald (2006). Un legado de innovación: el primer medio siglo de la ISR . Menlo Park, California : SRI International . Págs. 11–7–11–10. ISBN. 978-0974520810.
  3. ^ Abegaz, Adane Z. (18 de diciembre de 2013). Compuestos avanzados reforzados con fibra como sistemas de confinamiento para columnas de hormigón armado (tesis). Repositorio académico de la Universidad de Miami. pág. 7.
  4. ^ Toyobo Co., Ltd. "Zylon® (fibra PBO)" (descarga gratuita en PDF) (Información técnica).
  5. ^ "Zylon". Policeone.com . Consultado el 20 de marzo de 2014 .
  6. ^ "New Jersey News". Archivado desde el original el 3 de marzo de 2016. Consultado el 2 de junio de 2022 .
  7. ^ "NIJ Journal, número 254: Iniciativa de seguridad de armaduras corporales".
  8. ^ "Honeywell pagará 3,35 millones de dólares por presuntas reclamaciones falsas sobre chalecos antibalas Zylon". 26 de octubre de 2022.
  9. ^ Little, Brian (19 de octubre de 2007). "Spaceward Games 2007 | GeekDad". Wired . Wired.com . Consultado el 20 de marzo de 2014 .
  10. ^ Said, MA; Dingwall, Brenda; Gupta, A.; Seyam, AM; Mock, G.; Theyson, T. (diciembre de 2006). "Investigación de la resistencia a la radiación ultravioleta (UV) para fibras de alta resistencia". Avances en la investigación espacial . 37 (11). Elsevier Ltd.: 2052–2058. Bibcode :2006AdSpR..37.2052S. doi :10.1016/j.asr.2005.04.098.
  11. ^ Nota de prensa de Fórmula 1. «Reglamento deportivo de la FIA 2007». Archivado desde el original el 26 de enero de 2007. Consultado el 29 de enero de 2007 .
  12. ^ "Super Visor: los cascos de Fórmula 1 son aún más seguros". Formula1.com . 2011-03-30. Archivado desde el original el 2013-08-25 . Consultado el 2011-03-30 .
  13. ^ "Actualizaciones de Indy-Car planeadas para 2008 y 2009". AutoWeek.com . 2007-09-07 . Consultado el 2007-09-17 .
  14. ^ "powerliterigging.com". powerliterigging.com . Consultado el 20 de marzo de 2014 .
  15. ^ "Elon Musk y el jefe de la NASA brindan una actualización sobre la nave espacial de astronautas de SpaceX". YouTube . 2019-10-10. Archivado desde el original el 2021-12-12.
  16. ^ "Fibra revestida de metal - Fibra AmberStrand®". metalcladfibers.com . Consultado el 15 de junio de 2017 .
  17. ^ Tumialan, Gustavo; De Luca, Antonio (septiembre de 2014). "Sistemas FRCM". Revista Structure .
  18. ^ "Tecnología NS-5000". yamaha.com . Consultado el 10 de marzo de 2022 .
  19. ^ "Radios Spinergy PBO". spinergy.com . Consultado el 28 de junio de 2023 .
  • Fabricante de zylon Toyobo
  • Zylon con armadura corporal
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