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橡胶骨架纤维材料的分类及性能

来源:本站    发布时间:2017-10-24 15:52:38    浏览量:1670

1.棉纤维 棉纤维在橡胶工业中的用量曾占主要地位,但目前它仅占纤维总用量的5%左右。棉纤维的强度较低,但延伸度、耐疲劳性及耐热性等较好,而且与橡胶的粘合比合成纤维容易,因此作为一种常见材料用于特别用途。棉纤维是一种天然纤维,其性能依产地而异,此外,在青黄不接时期存在着质量多少下降的问题,因此要注意其强度。棉纤维用作汽车轮胎帘线现已很少,多用作胶带及胶管等的骨架材料。此外,还用于布面鞋、聚乙烯基布的凉鞋、化学鞋,以及皮包和雨具等胶布制品。
2.粘胶纤维 也称人造丝,使用继棉纤维之后,曾作为橡胶工业用纤维独占鳌头,但因其成本、强度及耐疲劳性等均处劣势,所以它的地位正在被尼龙代替。但是,由于子午线轮胎的普及和人造丝尺寸稳定性的提高,人造丝被其它纤维取代的期限得以延长,欧洲依然将其作为轮胎帘线的主要材料。日本的木材资源比较缺乏,人造丝供给不足,因此成本高。再有,其重视质量莫过于重视公害,所以不得不迅速转向聚酯纤维。

人造丝的历史已久,此间对其进行过许多技术改进。因此,现在的三超人造丝帘线的强度为普通人造丝的1.2-1.3倍;耐疲劳性为普通人造丝1.3-1.4倍。高模数人造丝帘线是为子午线轮胎开发的,其特性是强度高、延伸率小、结晶性大。人造丝的缺点是耐水性差,在潮湿季节吸收空气中水分后强度降低,延伸率增大。人造丝被水全淋湿时,其强度降低显著,因此,即使部分浸入水的也不可使用。
3.聚酰胺纤维 也称尼龙或锦纶,它的强度、韧性及疲劳性优异,价格也较便宜。因此,作为橡胶工业用纤维它的消耗量为首,约占总消耗量的60%。特别在轮胎方面,人造丝的用量从1950年下半年开始大量使用,到1965年就居首位。

当前尼龙在轮胎方面发展的原因大概还是强度问题。尼龙的强度约为人造丝的3倍,而且相对密度小,因此,纤维用量少也可获得较强的结构体。另外,尼龙耐疲劳、耐冲击性能优异,但缺乏耐热性和尺寸稳定性。关于尼龙的耐热性,通过添加有效的抗热老化剂可以大大提升,但尺寸稳定性却没有提升。为防止轮胎在行驶中膨胀,对尼龙帘线进行热伸张是必须的;为了消除热收缩现象,轮胎硫化后充气工序是不可缺的。这些工序对人造丝来说都是不必要的,因为它会增加轮胎的生产成本,但对尼龙轮胎来说,它的利益远比付出的代价高。尼龙不能用于子午胎的缓冲层和V带等,其原因就是尼龙的尺寸稳定性差。
用于橡胶工业的尼龙品种有尼龙6和尼龙66,日本主要用尼龙6,而欧美主要用尼龙66。但是,尼龙66的热特性优于尼龙6。因此,近年来日本也重视发展尼龙66
4.聚酯纤维 也称涤纶聚酯,是橡胶工业部门使用的主要纤维之一。聚酯的尺寸稳定性优于尼龙,而且用于轮胎时不出现偏平点,它是作为轮胎帘线而出现的。聚酯的耐热、耐水性等也很优异,因此它还用于V带、输送带及胶管类产品。

5.聚乙烯醇纤维 也称维尼龙或维纶,它以帆布为主广泛用于工业部门。作为橡胶制品用织物,具有人造丝和尼龙中间性能的长纤维维尼纶多用于输送带帆布的经线,而其短纤维多用于胶管。

维尼纶的耐候性、耐腐蚀性优异,作为橡胶制品用布,其伸长率也比较适宜,而且容易与橡胶粘合。但是,维尼纶受热含水时性能变差。因此,用大分散系粘合剂对其进行处理时,要注意质量因干燥条件不同而很大降低。此外,维尼纶耐磨性很好,可用于运动鞋及其它鞋的鞋面。
6.聚芳基酰胺 聚芳基酰胺纤维的强力和弹性都很高,杜邦公司的Kelvar是其代表。聚芳基酰胺纤维的强度为2.8Gpa,初始模数为61GPa,与钢丝的2.3GPa200GPa和聚酯的1GPa20GPa等相比较,其性能应说是划时期性的。

聚芳基酰胺纤维的耐热性极为优异,热收缩也比较小,耐屈挠、耐冲击性也很优良,适用于子午线轮胎和带束斜交轮胎的缓冲层、帘布层。聚芳基酰胺纤维的价格较高,但与钢丝帘线竞争还是一种可取的素材。
7.钢丝 这是将高碳钢拉拔为约

0.1-0.4mm粗的单丝,再经捻合成股的材料。钢丝的特点是强度大、延伸率和变形小,耐热性优异,因此多用于汽车轮胎、胶带和胶管。

诞生于欧洲的钢丝子午线轮胎,是与伴随高速公路网的完备、汽车性能的提高而要求高操纵性和经济性相配合的。这种轮胎的需求量在日本和美国均在不断增加。但是,钢丝子午线轮胎还有许多缺点,即重量大、生产管理困难、不耐坏路面、乘坐舒适性差及废胎翻新困难等。今后,预计钢丝会与上述的聚芳基酰胺纤维竞争,但作为具有特有性能的钢丝帘线素材大概会确保它的地位。
8.碳纤维碳纤维是有机纤维经碳化而得的纤维状碳。碳纤维具有极高的弹性模量,近年来多用于制作高尔夫球杆、钓鱼竿及航空部件等纤维增强塑料(FRP)制品。

碳纤维在橡胶工业中几乎还没有实际使用,但今后它将用于要求低伸长和高尺寸稳定性的胶带、耐热性胶带、导电性胶带等带类制品。
9.玻璃纤维 玻璃纤维是直径

5-9 μm的细玻璃丝。其强度高,耐热、耐水、耐化学药品性优异。该纤维的特点是动态屈挠性和耐磨性差。玻璃纤维可用于子午线轮胎及带束斜交轮胎的缓冲层。此外,玻璃纤维的延伸度很小,尺寸稳定性优异,外力反复作用不产生滞后现象,因此也部分地用于V带、同步传动带。


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