输送带用纤维骨架材料的发展现状和趋势

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1、万方数据2007年第18期橡胶科技市场输送带用纤维骨架材料的发展现状和趋势孙俊英．张燕(北京橡胶工业研究设计院，北京100039)．摘要：主要从纤维原料和组织结构方面介绍了输送带用骨架材料的发展现状和趋势。今后输送带用纤维材料的发展方向主要是针对现有纤维材料进行改性、开发新型合成纤维以及应用高性能的纤维。在输送带骨架结构方面，今后研究的重点是开发结构稳定、适宜应用新型纤维的轻质高强骨架结构。关键词：输送带；骨架材料；纤维；结构；发展方向输送带是由弹性体和增强骨架材料制成的复合制品，是带式输送机的关键功能部件。输送带的发展离

2、不开骨架材料性能的提高，其断裂强度、延伸特性、弹性、刚韧性、尺寸稳定性等无不与骨架材料性能密切相关。因此，骨架材料性能的研究极为重要。本文主要从纤维原料和组织结构方面来介绍输送带用骨架材料的发展现状和趋势。1生产现状发达国家输送带用纤维骨架材料主要为锦纶6、锦纶66、聚酯、聚酯一锦纶和芳纶等，其中锦纶66和聚酯消耗量较大，芳纶刚进入应用阶段。我国输送带织物带芯的材料主要为聚酯、锦纶和棉。1．1纤维性能纤维材料是输送带用骨架材料的基础，传统的纤维材料是棉纤维，现代的纤维材料则是合成纤维如锦纶、涤纶和芳纶纤维。它们的基本性能见

3、表l。表1输送带用各种纤维的基本性能注：榍纤维延伸2％，锦纶66和涤纶纤维延伸3％。测定涤纶单丝热收缩率的加热温度为200℃。1．1．1棉纤维不能生产高强度带，主要用于中短距离运输小块棉纤维是最早用于输送带生产的纤维材料。状、粉末状物料的输送带，因此棉纤维的应用逐步棉纤维是一种天然短纤维，用它制成的输送带柔减少。棉纤维输送带芯在发达国家已被淘汰，但韧性好且价格便宜。但是棉纤维的强度低，不耐在我国棉纤维还有一定的用量，在阻燃整体带芯高温，在120℃时强力下降35％，高温下与橡胶的中也会用到棉纤维。粘合性能下降，在1600C时

4、与橡胶的粘合力只有1．1，2锦纶纤维f聚酰胺)1N·mm。1左右；且棉纤维易腐蚀，疲劳寿命短，在输送带中应用的锦纶纤维主要是锦纶6和万方数据·2·橡胶科技市场2007年第18期锦纶66，两者的物理性能近似，但锦纶66的熔点较高，耐热性能好，因此应用更广泛。锦纶纤维的耐疲劳性能好、耐磨性好、断裂强度高、弹性好、耐压缩撕裂，但是由于其模量小，纵向定负荷伸长率大，导致输送带“跑长”，因此纯锦纶纤维织物在输送带中多用于短距离且要求弹性好的场合。锦纶纤维适于用作输送带织物的纬向材料，可赋予输送带很好的抗冲击和抗撕裂性能，便于成槽，可

5、提高输送带的输送能力。1．1．3涤纶纤维(聚酯)涤纶纤维的断裂强度和弹性与锦纶纤维近似，但模量却高出锦纶纤维近两倍，涤纶纤维的耐热性好、弹性回复好、蠕变较小，是输送带的理想骨架材料。在我国现有的织物带芯材料中，涤纶的用量最大。用涤纶制成的输送带带体模量高、伸长率小、抗冲击性能好，主要用于输送距离长、要求尺寸稳定性好的输送带，是目前国内织物芯输送带用纤维的主要发展方向。可供输送带生产选择的国产工业用涤纶长丝有普通型、高模低收缩型、低收缩型、普通活化型以及低收缩活化型等。经向采用涤纶、纬向采用锦纶的输送带芯经向伸长率小，纬向成

6、槽性好，在国外已经占有很大的比例，我国涤锦交织的织物带芯用量也在不断增长。涤纶纤维的缺点是断裂强度损失率较大，在高温蒸汽下，特别是在胺的存在下会发生分解，使其性能下降。1。1。4玻璃纤维玻璃纤维带芯耐热性能好、尺寸稳定性好、强力高、耐高温，在300℃高温下应用短时间内不受影响，经24h后强度下降20％，在4800C时强度仅下降30％，846℃熔融，能输送200～800℃的高温物料。但由于玻璃纤维的刚性较大，制造时有一定的困难，所以应用还很少。1．1．5芳纶纤维(聚芳酰胺)芳纶纤维是杜邦公司于1973年以“Kevler”商品

7、名推出的一种可供橡胶制品用的新型增强材料，具有强度高、模量高、伸长率和蠕变率低及良好的热稳定性，这些通常是钢材才具有的品质，但与钢材不同的是，芳纶的密度很低，有较好的耐化学品性、耐疲劳性以及有机纤维的加工操作特性。芳纶的耐温性极佳，非常适合于极端低温和高温条件下应用。在一50℃的低温下，芳纶纤维的脆性和强度都没有损失，仅在130℃离温下强度才有很小的损失。芳纶既不燃烧也不熔化，但在大约427℃时开始分解炭化。芳纶纤维的这些在力学、热和化学方面突出的性能使之成为输送带理想的骨架材料。20世纪80年代是芳纶纤维在输送带中应用的

8、黄金时代，虽然价格很高，但欧洲的输送带厂家竞相发展。芳纶输送带已大量应用于露天煤矿、港口、采石矿等领域，充分展示出了它的性能优势。由于技术及设备问题，我国芳纶研究起步较晚。目前，芳纶纤维的主要生产厂家是日本帝人公司和美国杜邦公司。由于芳纶纤维的价格昂贵，影响了其应用扩大。国内已使用芳纶纤维试制了V带和齿