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1、第9期高称意1纤维骨架材料技术讲座第1讲纤维骨架材料的作用和发展历程571纤维骨架材料技术讲座第1讲纤维骨架材料的作用和发展历程高称意(北京橡胶工业研究设计院,北京100039)+中图分类号:TQ3301389文献标识码:E文章编号:10002890X(2000)0920571204轮胎、胶带和压力胶管等橡胶制品基本上橡胶是一种高弹性和低模量的材料,在外是由化学性质及组织结构不相同的材料组合而力作用下极易产生形变。要维持橡胶制品固定成的复合体。广义上说,非纯橡胶制品都是橡的几何形状并保持其尺寸稳定性就必须依赖骨胶(或热塑性弹性体)与骨架材料的复合体。架
2、材料。骨架材料对橡胶制品的性能和使用寿命起橡胶制品的尺寸稳定性不仅与其外观质量决定性的作用。从某种意义上讲,橡胶制品在有关,更主要的是影响制品的使用性能。如果结构、制造技术和产品性能方面的进步和新产橡胶制品的尺寸稳定性不好,就会降低其使用品的开发都离不开新品种、新结构骨架材料的性能,使其无法达到最佳工作状态。配合。对轮胎而言,周向变形过大易使轮胎产生本讲座主要介绍充气轮胎、胶带和胶管等平点现象即轮胎在车辆停驶期间,由于仍受车橡胶制品用纤维骨架材料的性能、作用、制造技辆及货物的重力作用而使接地部位产生失圆术(主要是粘合处理技术)及国际发展动向等。(局部变
3、平)现象,影响轮胎的行驶平稳性;断面宽过度增大,会使并装轮胎间的间隙变小,不仅1纤维骨架材料在橡胶制品中的作用不利于散热,严重时会夹带石块,划伤胎侧。骨架材料在橡胶制品中主要起承受载荷和胶带的尺寸稳定性是指在使用期间长度的保持制品尺寸稳定性的作用。变化。如果长度变化过大,甚至超过了带轮调(1)承受载荷节范围,将使胶带处于松弛状态,使V带降低轮胎、胶带和胶管等橡胶制品在使用时都其动力传动能力并加大主、从动带轮的不同步要受到载荷作用。性;使输送带降低输送物料的能力,更为严重的轮胎承受车辆及所载货物的全部质量;V是使胶带在工作期间与带轮相互摩擦,加速胶带承受
4、拉力作用;输送带除受到拉力作用外,还带的磨损,降低使用寿命。要受到所载物料的重力作用;胶管则承受由传胶管的尺寸稳定性是指工作期间断面直径输介质的压力引起的周向拉力(在负压作用时的变化。受内压作用的胶管在工作期间断面直是压缩力)的作用。橡胶制品所承受的各种作径的增大值应控制在一定范围内,否则影响胶用力,绝大部分由骨架材料承担。管的承压能力,进而影响使用寿命;受外压作用(2)保持橡胶制品的尺寸稳定性的胶管(如真空胶管)其尺寸稳定性更重要,不仅要求胶管管壁有一定的厚度,而且离不开骨作者简介:高称意(19462),男,河北任丘人,北京橡胶工业研究设计院高级工程
5、师,主要从事纤维骨架材料的性能研究架材料的支撑作用,以保证胶管在工作期间不与产品开发工作。致受外压作用而压扁。572橡胶工业2000年第47卷根据橡胶制品使用条件和特定工作条件选就强度性能而言已无法满足轮胎的需求,人们用不同的骨架材料,对保证橡胶制品具有良好开始寻找强度更高的纤维骨架材料。的使用性能和较长的使用寿命有决定作用。1923年,生产出首批人造丝帘布,当时人-1造丝的强度只有约118cN·dtex。1933和2纤维骨架材料的发展历程1936年,美国杜邦公司和Coutaulds公司分别211轮胎用纤维骨架材料的发展历程开始生产高强度人造丝帘布。到
6、1940年美国21111充气轮胎的出现导致了对骨架材料的和西欧的人造丝帘布的使用量迅速增大;日本需求也于20世纪50年代初期开始用人造丝帘布生骨架材料是随橡胶行业的发展和产品的开产载重轮胎。人造丝帘布摆脱了在整个轮胎骨发而出现并逐步发展的。架材料市场上份额不大的困境。1888年,英国人登录普发明了充气轮胎,由于人造丝增强轮胎胎体的性能和使用寿提出了对骨架材料的要求。最初,充气轮胎采命较棉帘布轮胎提高了30%～60%,而且杜邦用由亚麻纤维织成的平纹帆布作骨架材料,由公司于1938年发明了间苯二酚2甲醛2胶乳帘于亚麻纤维价格昂贵,尽管当时亚麻是强度最布浸渍
7、体系,消除了人造丝因其长丝表面光滑高的纤维,但还是被棉纤维取代,使棉帆布成了而不易与橡胶粘合的缺陷,因此人造丝最初多当时充气轮胎、输送带和胶管的唯一骨架材料。应用于载重轮胎,而很少用于轿车轮胎。尽管对纤维材料无选择的余地,但织物结到20世纪50年代中期,在西方各国,人造构已引起了人们的重视。人们发现,采用平纹丝已替代棉纤维成为主要的轮胎骨架材料,特帆布作轮胎的骨架材料有一定的缺陷。轮胎在别是在轿车原配胎中,人造丝以其优异的综合使用时,骨架材料不仅受拉伸应力的作用,还会性能成为首选材料。这种情况在美国一直持续受到压缩应力及层间剪切应力的作用。层间剪到20
8、世纪60年代中、后期,西欧各主要轮胎公切应力及轮胎受到的重力作用使骨架材料受到司至今仍以人造丝
