纤维骨架材料在轿车和轻型载重车子午线轮胎中的应用

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1、纤维骨架材料在轿车和轻型载重车子午线轮胎中的应用第8期　　451纤维骨架材料在轿车和轻型载重车子午线轮胎中的应用俞　淇1,丁剑平1,林惠音1,宋贤海2(1.华南理工大学,广东广州　510641;2.广州市宝力轮胎有限公司,广东广州　510828)　　摘要:回顾了国内、外轿车和轻型载重车轮胎胎体骨架材料从棉纤维到人造丝、尼龙、普通聚酯和HMLS聚酯的发展历程。对这些不同性能的纤维骨架材料相应所需在轮胎结构、配方和工艺条件方面的适当调整以及在轮胎成品性能上的改善进行了评述,认为在今后的几十年内HMLS或DSP聚酯帘线和改性尼

2、龙帘线将共同成为轿车和轻型载重车子午线轮胎的主导骨架材料。　　关键词:纤维骨架材料;轿车子午线轮胎;轻型载重车子午线轮胎;胎体　　中图分类号:TQ330.38+9;U463.341　　文献标识码:B　　文章编号:100628171(2002)0820451205　　近十几年来,我国子午线轮胎生产发展很快,1982年上海正泰橡胶厂首批轿车子午线轮胎投线轮胎在欧洲商品化时,人造丝纤维已是主导骨架材料,但美国到———————————————————————————————————————————————70年代轮胎子午化时,已

3、出现了价格较低廉的聚酯纤维。尽管目前欧洲的人造丝价格高于聚酯,而且人造丝在生产加工过程中还存在环境污染问题,但在欧洲市场上聚酯帘线仍然不能占主导地位。其原因有两方面:首先,采用聚酯取代人造丝需要大量投资,用聚酯帘线生产轮胎要增设硫化后充气装置,以减轻胎侧凹痕和改善轮胎的均匀性,而人造丝优良的高温模量保持率和低收缩特性无需后充气;其次,欧洲观点认为高温模量保持率将有利于轿车子午线轮胎高速行驶时的操纵性[2]。因为普通聚酯帘线的尺寸稳定性明显不如人造丝,其使用性能无法与之抗争,因此这种普通聚酯帘线不会完全取代人造丝。20世纪

4、80年代美国联信(Allied2Signal)公司入生产,目前国内的轿车轮胎已基本实现了子午化,轻型载重车子午线轮胎也逐步替代了斜交轮胎。我国子午线轮胎生产技术既有国外引进的,也有国内自己开发的,因此采用的胎体骨架材料也各不相同,有人造丝、锦纶和聚酯等纤维帘线。对轿车和轻型载重车子午线轮胎的骨架材料使用情况进行回顾总结可便于今后对骨架材料的选择。1　国外纤维骨架材料的发展历程历史上每种纤维材料换代的主要动力来自改善轮胎使用性能的要求,另外,还要求不增加每条轮胎的纤维骨架材料费用。例如人造丝以其强度上的优势代替了棉纤维。同

5、样,锦纶因为它明显的强度和韧度优势代替了人造丝[1]。由于锦纶存在平点问题,因此轿车原配轮胎仍采用人造丝作胎体骨架材料。而锦纶仅应用于载重斜交轮胎和某些轿车替换轮胎中。目前,欧洲轿车子午线轮胎的胎体骨架材料主要采———————————————————————————————————————————————用人造丝,而美国采用聚酯,这是因为早在20世纪50年代轿车子午　　作者简介:俞淇(19342),女,江苏苏州人,华南理工大学教授,主要从事轮胎结构与力学性能方面的研究和教学工作。和德国H??echst公司分别推出了尺寸稳

6、定型聚酯帘线(DSP)和高模量低收缩(HMLS)聚酯帘线。德国H??echst公司认为纤维或帘线的尺寸稳定性主要体现在模量高和变形小这两个方面。因此该公司开发高模量低收缩纤维和帘线[3]。历经二三代新产品开发,该公司推出了超高模量低收缩聚酯帘线,联信公司则推出超尺寸稳定型纤维(1X40)。这些聚酯纤维与人造丝纤维相比,具备减性能/成本比高的优势,具有提高轮胎均匀性、　轮　胎　工　业2002年第22卷452轻胎侧接头处的凹痕和提高轮胎质量等优点,已取代了普通聚酯帘线。目前,HMLS聚酯帘线正在逐渐成为西欧选用的骨架材料。日

7、本轮胎用的纤维主要是锦纶,但随着轿车和轻型载重车子午线轮胎的发展,HMLS聚酯帘线的用量也稳步增长。目前,日本轿车轮胎中已有90%采用了HMLS聚酯。随着亚洲地区汽车工业的发展,子午线轮胎成为更多汽车选用的轮胎。锦纶和聚酯用量都在增加,锦纶主要用于中型和重型载重斜交轮胎,而聚酯,特别是HMLS聚酯已迅速成为轿车和轻型载重车子午线轮胎的骨架材料。2　国内应用纤维骨架材料的发展过程我国子午线轮胎的研发工作始于20世纪60年代初,———————————————————————————————————————————————由于

8、种种原因到70年代末还停留在试制和小批量生产阶段。一直到实行改革开放以后,1982年上海正泰橡胶厂从前西德密茨勒公司引进了轿车子午线轮胎的成套生产装备与制造技术,我国子午线轮胎生产才正式开始。由于采用西欧国家的技术,再加上产品结构也是早期的,因此胎体骨架材料是用人造丝帘线,该帘线全部依靠进口(在我国轮胎工艺发展过程中