x新型高性能骨架材料在汽车胶管中的应用

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1、x新型高性能骨架材料在汽车胶管中的应用新型高性能骨架材料在汽车胶管中的应用郑海波陈晋阳（安徽中鼎密封件股份有限公司宁国２４２３００）摘要：用于汽车胶管增强的骨架材料有很多种，如棉纤维、涤纶纤维、维纶纤维、尼龙纤维等等。随着汽车工业的发展，对胶管的耐温、耐压及耐久性能提出了更高的要求，上述这些纤维的性能已不能适应汽车工业发展的需要，因此新型高性能纤维材料在汽车胶管产品中的应用将会越来越广泛。本文主要介绍了新型高性能纤维材料芳纶纤维的性能特点及其作为骨架材料在汽车胶管中的应用。关键词：芳纶纤维汽车胶管针织编织缠绕一、纤维骨架材料在国内汽车胶管中的应用现状在汽车上要装配多种多样的胶管

2、，如燃料管、加热器管、散热器管、动力转向管、涡轮增压器胶管等等，用来完成燃料、水、气等的输送及动力传递。每辆车大约需用７０ｍ胶管。由于是用于汽车中，使用条件苛刻，性能要求高，组装要方便，质量要求也越来越高。近些年来，国内胶管企业通过引进技术与自行开发，研制生产了一批适应汽车使用要求的不同类型胶管，如空调管、液压制动管、水箱胶管、氟树酯低渗油管等。这些胶管的生产，逐步改变了以前全部依赖进口的局面，实现了部分胶管产品的国产化。但由于受传统胶管制造方法及原材料选择范围小的条件制约，国内胶管企业目前所使用的增强骨架材料仍以涤纶纤维及锦纶纤维为主，其中涤纶纤维使用最为广泛。国内涤纶纤维制

3、造厂现已具备了从原丝生产到后道加捻、热稳定、浸胶等一整套完整的工艺技术。锦纶纤维由于其湿热收缩大的缺陷，使其在胶管中的应用受到一定的限制，国内所生产的锦纶纤维湿热收缩率更大，因此不能在汽车胶管产品中得到广泛应用，目前部分使用锦纶纤维的胶管企业，仍以进口为主。用涤纶纤维和锦纶纤维增强的胶管，受纤维本身的强度及耐热性低的限制，使得胶管的耐压能力、耐热及耐久性能大打折扣，不能为中高档轿车配套。尤其是汽车中的动力转向管这类使用压力较高的胶管，采用涤纶和锦纶增强纤维就不能达耐压要求。为了顺应国内汽车工业的发展，近?９３?几年来，国内胶管生产企业纷纷寻求并引进了高强度的芳纶纤维作为胶管骨架

4、增强材料，芳纶纤维以其独有的高强度，高模量、高耐温及优异的耐久性能，迅速在汽车胶管中得到广泛应用。二、汽车胶管用纤维骨架材料的特点及要求胶管的硫化方式有饱和蒸汽直接硫化法、热烘道硫化法、微波连续硫化法、盐浴硫化法等多种硫化方法，但对于具有复杂空间形状的异型汽车胶管，硫化工艺仍然是采用传统的饱和蒸汽直接硫化，因为硫化时胶管直接接触蒸汽，因此对于增强层的纤维有特殊要求，要求纤维在高温、高压及水蒸汽同时作用下，纤维不能降解且收缩率不能过大，否则胶管的耐压性能达不到设计要求，收缩率过大则胶管的外观差且尺寸不易控制。根据汽车用异型胶管的制造工艺特点及产品的使用工况，作为胶管的增强纤维材料

5、必须具备以下特点：１．具有足够高的强度，以满足胶管产品的耐压要求。２．耐疲劳性好，提高异型胶管耐疲劳性能与纤维材料本身的耐疲劳程度有较大的关系。３．伸长率低，以减小胶管在承压状态下的径向膨胀。４．高温稳定性好，满足直接蒸汽硫化的工艺要求。５．容易与橡胶粘合，使胶管的整体结构紧密，提高耐久性能。国内现有的常用纤维材料中，都不能同时满足以上几个性能要求。目前汽车胶管主要使用的增强材料涤纶和锦纶纤维，由于其在强度、伸长率及高温稳定性方面的缺陷，使得这种胶管产品无法在中高档汽车上使用。国外新型纤维骨架材料芳纶纤维，正好能同时满足以上大部分性能要求，因而使得其在汽车胶管产品中迅速得到广泛

6、应用。三、芳纶纤维的种类及性能特点芳纶纤维全称为”芳香族聚酰胺纤维”，英文为Ａｒａｍｉｄｆｉｂｅｒ。芳纶主要品种有聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（间位芳香胺纤维）和聚对苯二甲酰对苯二胺纤维（对位芳香胺纤维）两种，它是由美国杜邦（ＤｕＰｏｎｔ）公司２０世纪６０年代成功地开发出来并率先产业化，在此后３０多年的时间里，芳纶纤维走过了由军用战略物资向民用物资过渡的历程。现在国外芳纶无论是研发水平还是规模化生产都日趋成熟。在芳纶纤维生产领域，对位芳酰胺纤维发展最快，产能主要集中在日本和美国、欧洲。如美国杜邦的Ｋｅｖｌａｒ纤维，荷兰阿克苏诺贝尔（ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ）公?９４?司（已与日本帝人合并

7、）的Ｔｗａｒｏｎ纤维，帝人公司的Ｔｅｃｈｎｏｒａ纤维及俄罗斯的Ｔｅｒｌｏｎ纤维等。间位芳酰胺纤维的品种有Ｎｏｍｅｘ、Ｃｏｎｅｘ、Ｆｅｎｅｌｏｎ纤维等。美国的杜邦是芳纶开发的先驱，他们无论在新产品的研发、生产规摸上，还是在市场占有率上都是世界一流水平，仅他们生产的Ｋｅｖｌａｒ纤维，目前就有Ｋｅｖｌａｒ一４９、Ｋｅｖｌａｒ一２９等十多个牌号，每个牌号又有数十种规格的产品。用于胶管产品的芳纶纤维主要有Ｋｅｖｌａｒ－２９、Ｋｅｖｌａｒ一４９和Ｋｅｖｌａｒ一１２９牌号。芳纶纤维具有超高强度、高模量和耐