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橡膠骨架纖維材料的分類及性能

來源:本站    發(fā)布時(shí)間:2017-10-24 15:52:38    瀏覽量:3011

1.棉纖維 棉纖維在橡膠工業(yè)中的用量曾占主要地位,但目前它僅占纖維總用量的5%左右。棉纖維的強(qiáng)度較低,但延伸度、耐疲勞性及耐熱性等較好,而且與橡膠的粘合比合成纖維容易,因此作為一種常見材料用于特別用途。棉纖維是一種天然纖維,其性能依產(chǎn)地而異,此外,在青黃不接時(shí)期存在著質(zhì)量多少下降的問題,因此要注意其強(qiáng)度。棉纖維用作汽車輪胎簾線現(xiàn)已很少,多用作膠帶及膠管等的骨架材料。此外,還用于布面鞋、聚乙烯基布的涼鞋、化學(xué)鞋,以及皮包和雨具等膠布制品。
2.粘膠纖維 也稱人造絲,使用繼棉纖維之后,曾作為橡膠工業(yè)用纖維獨(dú)占鰲頭,但因其成本、強(qiáng)度及耐疲勞性等均處劣勢,所以它的地位正在被尼龍代替。但是,由于子午線輪胎的普及和人造絲尺寸穩(wěn)定性的提高,人造絲被其它纖維取代的期限得以延長,歐洲依然將其作為輪胎簾線的主要材料。日本的木材資源比較缺乏,人造絲供給不足,因此成本高。再有,其重視質(zhì)量莫過于重視公害,所以不得不迅速轉(zhuǎn)向聚酯纖維。

人造絲的歷史已久,此間對其進(jìn)行過許多技術(shù)改進(jìn)。因此,現(xiàn)在的三超人造絲簾線的強(qiáng)度為普通人造絲的1.2-1.3倍;耐疲勞性為普通人造絲1.3-1.4倍。高模數(shù)人造絲簾線是為子午線輪胎開發(fā)的,其特性是強(qiáng)度高、延伸率小、結(jié)晶性大。人造絲的缺點(diǎn)是耐水性差,在潮濕季節(jié)吸收空氣中水分后強(qiáng)度降低,延伸率增大。人造絲被水全淋濕時(shí),其強(qiáng)度降低顯著,因此,即使部分浸入水的也不可使用。
3.聚酰胺纖維 也稱尼龍或錦綸,它的強(qiáng)度、韌性及疲勞性優(yōu)異,價(jià)格也較便宜。因此,作為橡膠工業(yè)用纖維它的消耗量為首,約占總消耗量的60%。特別在輪胎方面,人造絲的用量從1950年下半年開始大量使用,到1965年就居首位。

當(dāng)前尼龍?jiān)谳喬シ矫姘l(fā)展的原因大概還是強(qiáng)度問題。尼龍的強(qiáng)度約為人造絲的3倍,而且相對密度小,因此,纖維用量少也可獲得較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)體。另外,尼龍耐疲勞、耐沖擊性能優(yōu)異,但缺乏耐熱性和尺寸穩(wěn)定性。關(guān)于尼龍的耐熱性,通過添加有效的抗熱老化劑可以大大提升,但尺寸穩(wěn)定性卻沒有提升。為防止輪胎在行駛中膨脹,對尼龍簾線進(jìn)行熱伸張是必須的;為了消除熱收縮現(xiàn)象,輪胎硫化后充氣工序是不可缺的。這些工序?qū)θ嗽旖z來說都是不必要的,因?yàn)樗鼤?huì)增加輪胎的生產(chǎn)成本,但對尼龍輪胎來說,它的利益遠(yuǎn)比付出的代價(jià)高。尼龍不能用于子午胎的緩沖層和V帶等,其原因就是尼龍的尺寸穩(wěn)定性差。
用于橡膠工業(yè)的尼龍品種有尼龍6和尼龍66,日本主要用尼龍6,而歐美主要用尼龍66。但是,尼龍66的熱特性優(yōu)于尼龍6。因此,近年來日本也重視發(fā)展尼龍66。
4.聚酯纖維 也稱滌綸聚酯,是橡膠工業(yè)部門使用的主要纖維之一。聚酯的尺寸穩(wěn)定性優(yōu)于尼龍,而且用于輪胎時(shí)不出現(xiàn)偏平點(diǎn),它是作為輪胎簾線而出現(xiàn)的。聚酯的耐熱、耐水性等也很優(yōu)異,因此它還用于V帶、輸送帶及膠管類產(chǎn)品。

5.聚乙烯醇纖維 也稱維尼龍或維綸,它以帆布為主廣泛用于工業(yè)部門。作為橡膠制品用織物,具有人造絲和尼龍中間性能的長纖維維尼綸多用于輸送帶帆布的經(jīng)線,而其短纖維多用于膠管。

維尼綸的耐候性、耐腐蝕性優(yōu)異,作為橡膠制品用布,其伸長率也比較適宜,而且容易與橡膠粘合。但是,維尼綸受熱含水時(shí)性能變差。因此,用大分散系粘合劑對其進(jìn)行處理時(shí),要注意質(zhì)量因干燥條件不同而很大降低。此外,維尼綸耐磨性很好,可用于運(yùn)動(dòng)鞋及其它鞋的鞋面。
6.聚芳基酰胺 聚芳基酰胺纖維的強(qiáng)力和彈性都很高,杜邦公司的Kelvar是其代表。聚芳基酰胺纖維的強(qiáng)度為2.8Gpa,初始模數(shù)為61GPa,與鋼絲的2.3GPa200GPa和聚酯的1GPa、20GPa等相比較,其性能應(yīng)說是劃時(shí)期性的。

聚芳基酰胺纖維的耐熱性極為優(yōu)異,熱收縮也比較小,耐屈撓、耐沖擊性也很優(yōu)良,適用于子午線輪胎和帶束斜交輪胎的緩沖層、簾布層。聚芳基酰胺纖維的價(jià)格較高,但與鋼絲簾線競爭還是一種可取的素材。
7.鋼絲 這是將高碳鋼拉拔為約

0.1-0.4mm粗的單絲,再經(jīng)捻合成股的材料。鋼絲的特點(diǎn)是強(qiáng)度大、延伸率和變形小,耐熱性優(yōu)異,因此多用于汽車輪胎、膠帶和膠管。

誕生于歐洲的鋼絲子午線輪胎,是與伴隨高速公路網(wǎng)的完備、汽車性能的提高而要求高操縱性和經(jīng)濟(jì)性相配合的。這種輪胎的需求量在日本和美國均在不斷增加。但是,鋼絲子午線輪胎還有許多缺點(diǎn),即重量大、生產(chǎn)管理困難、不耐壞路面、乘坐舒適性差及廢胎翻新困難等。今后,預(yù)計(jì)鋼絲會(huì)與上述的聚芳基酰胺纖維競爭,但作為具有特有性能的鋼絲簾線素材大概會(huì)確保它的地位。
8.碳纖維碳纖維是有機(jī)纖維經(jīng)碳化而得的纖維狀碳。碳纖維具有極高的彈性模量,近年來多用于制作高爾夫球桿、釣魚竿及航空部件等纖維增強(qiáng)塑料(FRP)制品。

碳纖維在橡膠工業(yè)中幾乎還沒有實(shí)際使用,但今后它將用于要求低伸長和高尺寸穩(wěn)定性的膠帶、耐熱性膠帶、導(dǎo)電性膠帶等帶類制品。
9.玻璃纖維 玻璃纖維是直徑

5-9 μm的細(xì)玻璃絲。其強(qiáng)度高,耐熱、耐水、耐化學(xué)藥品性優(yōu)異。該纖維的特點(diǎn)是動(dòng)態(tài)屈撓性和耐磨性差。玻璃纖維可用于子午線輪胎及帶束斜交輪胎的緩沖層。此外,玻璃纖維的延伸度很小,尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異,外力反復(fù)作用不產(chǎn)生滯后現(xiàn)象,因此也部分地用于V帶、同步傳動(dòng)帶。


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