橡胶材料-第8章 橡胶骨架材料.ppt

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1、橡胶骨架材料是含骨架材料复合橡胶制品中受力的主要部件，同时也对这类橡胶制品在使用中形状的稳定起了重要的作用。如轮胎、胶带、部分胶管、密封及减震橡胶制品就是由橡胶弹性体部件与高模量高强度的骨架材料复合而成的。这些橡胶制品对其骨架材料的要求各异，所以就有了不同材质不同结构的骨架材料。不同的材质主要有天然纤维、合成纤维、金属材料。不同的结构主要有线、绳、帘布、帆布、无纺布等。骨架材料的表面处理及与橡胶基质的黏合也是十分重要的问题。第八章橡胶骨架材料第一节橡胶骨架材料简介1一、橡胶骨架材料的基本作用橡胶材

2、料是一种拥有高弹性、大变形、低模量的高分子材料。如充足的弹性可以吸收冲击震动、提供较高的耐磨性、摩擦系数和优异的附着性等。但是在大多数情况下纯橡胶制品是不能满足实际使用需要的，橡胶制品在大多数情况下都要承受较大的负荷，如轮胎、输送带等，这些橡胶制品就需要使用纤维、钢丝等骨架材料来复合，从而使得橡胶材料得到了更为广泛的应用。橡胶与其骨架材料牢固地结合，不仅可以保护骨架材料，同时骨架材料的增强作用也得到了更充分的发挥。2橡胶制品中使用骨架材料目的是赋予橡胶制品更高的强度与尺寸稳定性。轮胎中胎体帘线约束

3、橡胶使轮胎保持稳定的充气断面宽度和外径，胎圈部分钢丝圈骨架则将轮胎紧箍在汽车轮毂上，并且抵抗高速下的离心力的作用。输送带中经线承受拉伸张力负荷，纬线提供抗冲击性。胶管中编制或缠绕的骨架层可防止高压下胶管爆破或真空抽吸时有足够的挺性，带骨架的密封制品骨架则使其形状保持稳定。3二、橡胶骨架材料的种类与分类橡胶骨架材料的材质主要有三大材料制成，天然棉纤维、各种化学纤维及金属材料。除用金属直接加工出一定形状的骨架和普通单根钢丝外，大多数橡胶骨架材料均由纤维丝或钢丝通过加捻、合股、机织或浸渍而生产出的线绳、

4、帘线、或帆布等。这一系列不同结构的骨架材料有利于改进其耐疲劳性、对橡胶的结合性和易加工性等。含有骨架材料的橡胶制品见图8-1。4棉纤维(cottonfiber)棉纤维基本性能是强力较低，与橡陂的黏合性好。钢丝(steelcord)钢丝帘线、钢丝绳及普通单根钢丝都具有极高的强度和模量，表面镀铜或镀锌的钢丝已很好的解决了与橡胶的黏合问题，在轮胎、钢丝绳输送带、钢编胶管等制品中已大量使用。5人造丝纤维(viscosefiber)其中的高强度黏胶纤维是橡胶工业常用的。人造丝干强度较高，但湿强度较低。维纶纤

5、维(polyvinylalcoholfiber)维纶纤维强度高，耐磨性、耐光性好，但其耐湿热性不好。聚酰胺纤维(polyamidefiber)或称尼龙，也称锦纶，该纤维强度较高，断裂伸长率也较高，弹性好，屈挠性好，耐磨性优于其他纤维，但其热稳定性差，目前已大量使用在斜交轮胎等制品中。聚酯纤维(polyesterfiber)聚酯纤维综合了尼龙的强力与伸长特性以及人造丝的模量特性，所以适用于很多用途，如半钢丝子午线轮胎中胎体骨架基本选用聚酯帘布。芳族聚酰胺纤维(aramidfiber)或称芳纶，芳族聚

6、酰胺纤维强度高、延伸率低、耐热性好，有“人造钢丝”之称，但其价格较高，目前已在轮胎和高强力输送带等制品中使用。玻璃纤维(glassfiber)玻璃纤维有较高的模量和耐热性，但耐屈挠性和与橡胶的黏合性均较差。6橡胶骨架材料基本上是按照所用材料结合的结构类型而分类的，如聚酯线绳、钢丝帘线、锦纶帘布、棉帆布等，其基本结构见表8-l所示。7三、橡胶骨架材料常用术语及表示方法常用术语橡胶骨架材料因多为纤维材料，故很多术语与纤维纺织有关。有关常用术语见表8-2所示。表示方法纤维线绳与帘线的结构较为复杂，所以在

7、规格表示上有一定的规范要求，主要以结构形式来表征。一般是有几股股线合并并加捻制成，其结构用股线的线密度或粗细程度(以号数tex或dtex表示)和股数组合(中间用斜线划开)表示。如有多股组成，而且是分两次合股加捻的，则第一次合股数与第二次合股数之间用乘号相连，例如，183.3tex／5X3表示第一次用183.3tex线密度的纱5股加捻成纱线，第二次用3股这样加捻好的纱线再加捻成新的更粗的线绳，棉帘线结构有时习惯用英制支数(s)表示线密度。89钢丝绳或钢丝帘线结构变化较多，如图8-2所示的钢丝断面结构

8、则表示为3×4×O.22，即由0.22mm直径的细钢丝4根加捻为线，再用这样的3股线加捻为较粗的帘线，有时在整个钢丝外表面再用很细的钢丝，如0.14mm，沿右旋或左旋的形式捆绑以防钢丝松散，这时则表示为3×4×0.22+0.14。在3×4×0.22HE中，HE(highelongation)表示高伸张帘线。10一、线绳与钢丝线绳与钢丝是以单根的形式在橡胶制品成型时复合在橡胶基质中，根据制品的强度要求不同所选用的材料与线绳粗细各不相同，常用的材料有黏胶纤维、棉、维纶、尼龙、聚酯、芳纶