橡膠材料橡膠骨架材料演示文稿

橡膠材料橡膠骨架材料演示文稿目前一頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)

一、橡膠骨架材料的基本作用

橡膠材料是一種擁有高彈性、大變形、低模量的高分子材料。如充足的彈性可以吸收沖擊震動(dòng)、提供較高的耐磨性、摩擦系數(shù)和優(yōu)異的附著性等。但是在大多數(shù)情況下純橡膠制品是不能滿足實(shí)際使用需要的，橡膠制品在大多數(shù)情況下都要承受較大的負(fù)荷，如輪胎、輸送帶等，這些橡膠制品就需要使用纖維、鋼絲等骨架材料來復(fù)合，從而使得橡膠材料得到了更為廣泛的應(yīng)用。橡膠與其骨架材料牢固地結(jié)合，不僅可以保護(hù)骨架材料，同時(shí)骨架材料的增強(qiáng)作用也得到了更充分的發(fā)揮。

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橡膠制品中使用骨架材料目的是賦予橡膠制品更高的強(qiáng)度與尺寸穩(wěn)定性。輪胎中胎體簾線約束橡膠使輪胎保持穩(wěn)定的充氣斷面寬度和外徑，胎圈部分鋼絲圈骨架則將輪胎緊箍在汽車輪轂上，并且抵抗高速下的離心力的作用。輸送帶中經(jīng)線承受拉伸張力負(fù)荷，緯線提供抗沖擊性。膠管中編制或纏繞的骨架層可防止高壓下膠管爆破或真空抽吸時(shí)有足夠的挺性，帶骨架的密封制品骨架則使其形狀保持穩(wěn)定。3目前三頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)二、橡膠骨架材料的種類與分類橡膠骨架材料的材質(zhì)主要有三大材料制成，天然棉纖維、各種化學(xué)纖維及金屬材料。除用金屬直接加工出一定形狀的骨架和普通單根鋼絲外，大多數(shù)橡膠骨架材料均由纖維絲或鋼絲通過加捻、合股、機(jī)織或浸漬而生產(chǎn)出的線繩、簾線、或帆布等。這一系列不同結(jié)構(gòu)的骨架材料有利于改進(jìn)其耐疲勞性、對(duì)橡膠的結(jié)合性和易加工性等。含有骨架材料的橡膠制品見圖8-1。4目前四頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)

棉纖維(cottonfiber)棉纖維基本性能是強(qiáng)力較低，與橡陂的黏合性好。鋼絲(steelcord)

鋼絲簾線、鋼絲繩及普通單根鋼絲都具有極高的強(qiáng)度和模量，表面鍍銅或鍍鋅的鋼絲已很好的解決了與橡膠的黏合問題，在輪胎、鋼絲繩輸送帶、鋼編膠管等制品中已大量使用。5目前五頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)

人造絲纖維(viscosefiber)

其中的高強(qiáng)度黏膠纖維是橡膠工業(yè)常用的。人造絲干強(qiáng)度較高，但濕強(qiáng)度較低。

維綸纖維(polyvinylalcoholfiber)

維綸纖維強(qiáng)度高，耐磨性、耐光性好，但其耐濕熱性不好。

聚酰胺纖維(polyamidefiber)

或稱尼龍，也稱錦綸，該纖維強(qiáng)度較高，斷裂伸長率也較高，彈性好，屈撓性好，耐磨性優(yōu)于其他纖維，但其熱穩(wěn)定性差，目前已大量使用在斜交輪胎等制品中。

聚酯纖維(polyesterfiber)

聚酯纖維綜合了尼龍的強(qiáng)力與伸長特性以及人造絲的模量特性，所以適用于很多用途，如半鋼絲子午線輪胎中胎體骨架基本選用聚酯簾布。芳族聚酰胺纖維(aramidfiber)或稱芳綸，芳族聚酰胺纖維強(qiáng)度高、延伸率低、耐熱性好，有“人造鋼絲”之稱，但其價(jià)格較高，目前已在輪胎和高強(qiáng)力輸送帶等制品中使用。玻璃纖維(glassfiber)玻璃纖維有較高的模量和耐熱性，但耐屈撓性和與橡膠的黏合性均較差。6目前六頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)

橡膠骨架材料基本上是按照所用材料結(jié)合的結(jié)構(gòu)類型而分類的，如聚酯線繩、鋼絲簾線、錦綸簾布、棉帆布等，其基本結(jié)構(gòu)見表8-l所示。7目前七頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)

三、橡膠骨架材料常用術(shù)語及表示方法常用術(shù)語橡膠骨架材料因多為纖維材料，故很多術(shù)語與纖維紡織有關(guān)。有關(guān)常用術(shù)語見表8-2所示。

表示方法纖維線繩與簾線的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以在規(guī)格表示上有一定的規(guī)范要求，主要以結(jié)構(gòu)形式來表征。一般是有幾股股線合并并加捻制成，其結(jié)構(gòu)用股線的線密度或粗細(xì)程度(以號(hào)數(shù)tex或dtex表示)和股數(shù)組合(中間用斜線劃開)表示。如有多股組成，而且是分兩次合股加捻的，則第一次合股數(shù)與第二次合股數(shù)之間用乘號(hào)相連，例如，183.3tex／5X3表示第一次用183.3tex線密度的紗5股加捻成紗線，第二次用3股這樣加捻好的紗線再加捻成新的更粗的線繩，棉簾線結(jié)構(gòu)有時(shí)習(xí)慣用英制支數(shù)(s)表示線密度。8目前八頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)9目前九頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)

鋼絲繩或鋼絲簾線結(jié)構(gòu)變化較多，如圖8-2所示的鋼絲斷面結(jié)構(gòu)則表示為3×4×O.22，即由0.22mm直徑的細(xì)鋼絲4根加捻為線，再用這樣的3股線加捻為較粗的簾線，有時(shí)在整個(gè)鋼絲外表面再用很細(xì)的鋼絲，如0.14mm，沿右旋或左旋的形式捆綁以防鋼絲松散，這時(shí)則表示為3×4×0.22+0.14。在3×4×0.22HE中，HE(highelongation)表示高伸張簾線。

10目前十頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)一、線繩與鋼絲線繩與鋼絲是以單根的形式在橡膠制品成型時(shí)復(fù)合在橡膠基質(zhì)中，根據(jù)制品的強(qiáng)度要求不同所選用的材料與線繩粗細(xì)各不相同，常用的材料有黏膠纖維、棉、維綸、尼龍、聚酯、芳綸及鋼絲等。這些線繩主要用在編織膠管、傳動(dòng)帶、鋼絲繩輸送帶、輪胎胎圈中使用，在制品中它們以一定的密度、角度和層數(shù)排列起到增強(qiáng)作用。膠帶鋼絲繩是高強(qiáng)度橡膠輸送帶的骨架材料，廣泛用于高速度、大運(yùn)輸量、長距離的輸送帶中。對(duì)所用鋼絲繩的要求是表面清潔、平直柔軟、無殘余扭應(yīng)力、不松散和橡膠有良好的黏合力。常用線繩與鋼絲的規(guī)格、主要性能及用途如表8-3所示。第二節(jié)橡膠骨架材料的應(yīng)用11目前十一頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)12目前十二頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)

單根鋼絲的結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，用于制造各種輪胎胎圈的是高強(qiáng)度、高韌性鋼絲，表面電鍍銅及銅鋅合金，色澤光亮，與橡膠有良好的黏合力。直徑細(xì)、柔性好的鋼絲是制造各種高壓輸送膠管的骨架，可在編織機(jī)上直接以54044”的角度交叉編織在內(nèi)層膠管上。該鋼絲具有優(yōu)良的綜合性能，黃銅鍍層均勻而光亮，與橡膠有良好的黏合力。較粗的鋼絲繩直徑可達(dá)10mm以上，但由于是由多股細(xì)鋼絲加捻而成，故仍有很好的柔性，破斷力高達(dá)60kN以上，可制作出高強(qiáng)力遠(yuǎn)距離的大型輸送帶，鋼絲及鋼絲繩的復(fù)合橡膠制品見圖8-3。13目前十三頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)二、簾線簾線一般是由幾股線合并并加捻制成，與線繩基本相同，簾線主要是為了制作簾布的，它的表示與線繩的表示相同，常見的規(guī)格如表8-4所示。14目前十四頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)三、簾布簾布是介于單根簾線和完全織物之間的布型織物，其結(jié)構(gòu)見圖8-4所示，主要用輪胎。15目前十五頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)尼龍簾布包括尼龍66和尼龍6兩種。主要簾線規(guī)格及參數(shù)見表8-5和表8-6所示。尼龍簾布的貯存期一般為半年，應(yīng)注意防潮和避光。簾布開包后應(yīng)立即使用，壓延附膠加工后也應(yīng)盡快使用。16目前十六頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)17目前十七頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)

聚酯簾布聚酯簾布在輪胎中主要應(yīng)用于轎車輪胎和子午線輕卡輪胎，在膠管和V形帶中也有少量聚酯簾布使用。

聚酯簾線的胺解會(huì)降低其性能，天然橡膠中的某些物質(zhì)比合成橡膠更易引起降解，同時(shí)也應(yīng)注意橡膠配合劑的選擇，秋蘭姆類促進(jìn)劑對(duì)聚酯的胺解影響最嚴(yán)重，噻唑類促進(jìn)劑影響最小。黏膠簾布

黏膠簾布在子午線帶束層中有一定的應(yīng)用，183.3tex／2的拉伸強(qiáng)度約為176N。但其吸濕率較高，強(qiáng)度下降大，黏合性差，故該布貯存期為半年，要保持干燥防光照，開包后要立即使用，壓延后也要立即使用。18目前十八頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)

芳綸簾布芳綸簾布主要應(yīng)用在于午線輪胎的帶束層以代替鋼絲降低輪胎的整體質(zhì)量，主要簾布規(guī)格是166.7tex／2或166.7tex／3，其單根簾線的拉伸強(qiáng)度分別是482N和786N，其強(qiáng)度的表現(xiàn)極為出色，拉斷伸長率為5.7％和5.9％，為尼龍簾線伸長率的27％。

芳綸簾線在紫外線照射后易發(fā)生降解，應(yīng)避光使用。玻璃纖維簾布玻璃纖維簾布因其耐疲勞性差，僅用在制品屈撓變形小的部位，如子午線輪胎的帶束層等，但目前已被鋼絲取代，其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性非常適合于在某些高溫下使用的制品。常用的纖維直徑為9μm，因與橡膠黏合較差，所以要經(jīng)過偶聯(lián)劑、浸潤劑的浸漬處理。19目前十九頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)

維綸簾布維綸簾布在力車胎和V形帶中有少量使用，其34tex／3／2的單根簾線拉伸強(qiáng)度為67N，拉斷伸長率為22％，直徑為0.59mm。棉簾布早期發(fā)明的輪胎采用的是棉簾布，因其強(qiáng)度低、制作輪胎質(zhì)量高、升熱大而被合成纖維簾布替代，目前主要應(yīng)用在要求不高的產(chǎn)品中，如力車胎等。

20目前二十頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)四、帆布帆布在夾布膠管、輸送帶及膠布制品中作為其骨架材料大量使用。根據(jù)制品強(qiáng)度要求不同，一般采用多層復(fù)合使用，所用材料有棉、尼龍、聚酯、維綸等，其常用編織結(jié)構(gòu)如下。(1)平紋結(jié)構(gòu)單根經(jīng)線與單根緯線交織。(2)牛津式結(jié)構(gòu)兩根經(jīng)線與一根緯線交織。(3)直經(jīng)紗結(jié)構(gòu)在直經(jīng)紗骨架層中，經(jīng)紗呈直線狀態(tài)承受拉力，在直經(jīng)紗上、下布置直線緯紗。(4)緊密編制結(jié)構(gòu)由經(jīng)線、緯線復(fù)合編織的多層整體結(jié)構(gòu)骨架層，亦稱整體帶芯結(jié)構(gòu)。輸送帶帆布骨架結(jié)構(gòu)示意圖見圖8-5所示。21目前二十一頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)22目前二十二頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)1．膠管、膠帶用帆布尼龍、聚酯及其交織布該布的代號(hào)表示如下：NN為尼龍結(jié)構(gòu)；PN為聚酯與尼龍交織結(jié)構(gòu)；其后所帶的數(shù)字，如PN200中，數(shù)字200表示其縱向拉伸強(qiáng)度。輸送帶用的浸膠帆布及主要性能見表8-7。23目前二十三頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)維綸帆布維綸帆布有純維綸與混紡兩種，維／棉混紡簾布一般不用浸膠處理，但膠料配方要采用黏合體系。維綸帆布采用RFL浸膠處理可得到很好的黏合效果，見表8-8。24目前二十四頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)棉帆布膠管膠帶的傳統(tǒng)骨架材料是棉帆布，但現(xiàn)在正在被合成纖維逐漸替代，在要求不高的產(chǎn)品或特殊制品中仍在使用，見表8-9。25目前二十五頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)2.輪胎子口布輪胎胎圈部位使用子口包布，主要采用尼龍布，其紗線為93.3tex／1或140tex／1單股加捻經(jīng)緯同密度紡織而成，見表8-10所示。26目前二十六頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)3．涂覆制品用布膠布綜合了橡膠與織物布的優(yōu)點(diǎn)，可做成防雨布、篷蓋布、容器布等，圖8-6。根據(jù)制品的需求，聚酯纖維以其強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)性等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛使用。具體織物結(jié)構(gòu)類型有平紋布、席紋布、格子布、針織布、無紡布等。27目前二十七頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)五、金屬骨架

在橡膠密封制品中，油封大量使用著環(huán)形金屬骨架，見圖8-7所示，減震制品中也使用金屬板等骨架材料與橡膠構(gòu)成復(fù)合制品。這些金屬骨架以其良好的剛度賦予了橡膠制品穩(wěn)定的形狀尺寸。這些金屬板或一定形狀的金屬?zèng)_壓件，其表面需另行清洗處理、噴砂、磷化或涂膠黏劑等，這樣可以改善橡膠與金屬的黏合強(qiáng)度。28目前二十八頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)子午線輪胎構(gòu)造簡(jiǎn)圖子午線胎：胎體簾線與輪胎圓周切線方向大致是90°排列，以鋼絲帶束層緊箍胎體。一般載重輪胎為全鋼絲簾線。輕卡和轎車胎為半鋼絲（胎體簾線為聚脂纖維）。簾線排列方向與輪胎子午斷面一致，其簾布層相當(dāng)于輪胎的基本骨架。由于行駛時(shí)輪胎要承受較大的切向作用力，為保證簾線的穩(wěn)固，在其外部又有若干層由高強(qiáng)度、不易拉伸的材料制成的帶束層(又稱箍緊層)，其簾線方向與子午斷面呈較大的交角。目前二十九頁\總數(shù)三十頁\編于九點(diǎn)斜交胎：胎