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橡胶制品的骨架和增强材料优化方案

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:骨架、增强材料主要用以增加橡胶制品的强度,并限制其变形,即降低延伸性,提高抗冲击性等。用于橡胶制品的骨架,作为增强材料主要有纤维与织物、金属材料等。聚酰胺纤维帆布也广泛用于胶管的增强材料。随着科学技术的发展以及对新型橡胶制品的要求,必将涌现出新的骨架材料。

橡胶制品的骨架和增强材料优化方案

骨架、增强材料主要用以增加橡胶制品的强度,并限制其变形,即降低延伸性,提高抗冲击性等。

用于橡胶制品的骨架,作为增强材料主要有纤维与织物、金属材料等。纤维按来源可分为天然纤维、化学纤维、无机纤维;金属材料有钢丝、铁丝、铜丝等。

(一)天然纤维

用于橡胶制品骨架材料的天然纤维有棉、毛、麻。

1.棉纤维在棉纤维中,主要是使用纤维长度为25~50mm的优质长绒棉。棉纤维湿强力较高、延伸率较低、与橡胶黏着性能好;但耐高温性能不佳(在120℃下强力下降35%)、强度较低、纤维较粗。因此,在要求强度高的橡胶夹布制品中,就不得不增加线的根数或布的层数,致使制品重量和厚度增加,从而造成耐热和疲劳性能下降。所以,对大多数制品来说,棉纤维作为骨架材料已不能满足现代橡胶工业的要求。

2.麻纤维在麻纤维中,以使用苎麻和亚麻为主。前者主要用于胶管等制品,后者多用于胶带等制品。

3.毛纤维用于橡胶制品的毛纤维,主要指羊毛纤维。它弹性好,吸湿率高,耐酸性好,但强度低,耐热和耐碱性较差。毛纤维主要用于地毯、印刷胶板及某些鞋类。

(二)化学纤维

1.黏胶纤维它是以短棉绒或木浆为原料制得的纤维素纤维。黏胶纤维干强度较高,湿态强度下降40%~50%(高强力黏胶纤维下降20%~30%);耐热性较好,在100~120℃下,强度不仅不下降,而且还因高温使纤维含水率降低使强度有所增加;但弹性回复率不高,耐磨性较差。黏胶纤维有普通型和强力型。

黏胶纤维主要用于汽车轮胎,力车胎的帘布层(包括缓冲层帘布)。

2.聚酰胺纤维橡胶工业中主要使用聚酰胺纤维6和聚酰胺纤维66两种。聚酰胺纤维强度高,与黏胶纤维相比,其单位质量强度约高1.5~1.8倍,弹性好,抗冲击性强,耐磨性佳,但耐热性不够好。

聚酰胺纤维帘布是重要的轮胎用帘布,尤其是载重轮胎、工程机械轮胎、飞机轮胎及苛刻条件下的其他轮胎。聚酰胺纤维帆布也广泛用于胶管的增强材料。(www.xing528.com)

3.涤纶主要指聚对苯二甲酸乙二酯纤维,它强度较高,且湿强也几乎不降低,回弹性接近羊毛,尺寸稳定性好,耐热性也较高,耐酸碱性也较好。

与聚酰胺纤维帘布相比聚酯纤维帘布热稳定性好、断裂伸长率小、湿强度高,所以以聚酯纤维帘布为骨架材料的轮胎尺寸稳定、没有“平点”、乘坐舒适、节约燃料,但耐疲劳性及强度不如聚酰胺纤维帘布,成本也较高,故经常用在潮湿条件下使用的轮胎和乘用车轮胎。聚酯纤维帆布和线绳在胶管、带制品中的应用也日益发展,特别适用于传动带、消防胶管等。

4.聚乙烯醇缩甲醛纤维聚乙烯醇缩甲醛纤维。聚乙烯醇缩甲醛纤维帘布的使用性能优于棉和黏胶帘布,可用于力车胎骨架材料,它的综合性能较好,也适用于胶带和胶管等橡胶制品的骨架材料。

5.聚丙烯纤维聚丙烯纤维强度介于聚酰胺纤维与聚酯纤维之间,熔点较低,耐高温及耐寒性均较差。聚丙烯纤维帆布密度小,耐湿性和耐化学试剂性较好,在橡胶管、带制品中也有应用。

6.高性能纤维以对位芳香族聚酰胺为代表的高性能纤维因其强力远远高于常规纤维以及优异的耐高温高热性能,是理想的橡胶制品增强材料,但因其价格昂贵,仅在一些高速、高热、高压环境才使用,如作为赛车轮胎的骨架材料、优质胶管的增强材料等。

(三)金属材料

用于橡胶制品骨架材料的金属材料主要是钢丝,还有铁丝、铜丝等。

钢丝除用作轮胎帘布外,还用于钢丝圈及胎圈包布。钢丝帘线轮胎具有高速长距离行驶、载荷高、耐磨耗、节约燃料等特点。钢丝绳用于运输带骨架材料性能优良,断裂伸长率极低,耐热性好,抗冲击。钢丝应用于传送带运转效率高、噪声小,运行安全。钢丝也用高压胶管的骨架材料。

(四)其他材料

还有一些无机纤维材料,如玻璃纤维也被用作橡胶制品的增强材料;有些制品则要求骨架纤维材料导电,所以导电的金属纤维或合成纤维则被选为骨架材料。随着科学技术的发展以及对新型橡胶制品的要求,必将涌现出新的骨架材料。

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