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當前1頁，總共30頁。

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、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，不僅可以保護骨架材料，同時骨架材料的增強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當前3頁，總共30頁。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其耐疲勞性、對橡膠的結(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當前4頁，總共30頁。

棉纖維(cottonfiber)棉纖維基本性能是強力較低，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當前5頁，總共30頁。

人造絲纖維(viscosefiber)

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

維綸纖維(polyvinylalcoholfiber)

維綸纖維強度高，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，芳族聚酰胺纖維強度高、延伸率低、耐熱性好，有“人造鋼絲”之稱，但其價格較高，目前已在輪胎和高強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當前6頁，總共30頁。

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當前7頁，總共30頁。

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程度(以號數(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)有時習(xí)慣用英制支數(shù)(s)表示線密度。8當前8頁，總共30頁。9當前9頁，總共30頁。

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，有時在整個鋼絲外表面再用很細的鋼絲，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當前10頁，總共30頁。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復(fù)合在橡膠基質(zhì)中，根據(jù)制品的強度要求不同所選用的材料與線繩粗細各不相同，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)排列起到增強作用。膠帶鋼絲繩是高強度橡膠輸送帶的骨架材料，廣泛用于高速度、大運輸量、長距離的輸送帶中。對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當前11頁，總共30頁。12當前12頁，總共30頁。

單根鋼絲的結(jié)構(gòu)最為簡單，用于制造各種輪胎胎圈的是高強度、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、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10mm以上，但由于是由多股細鋼絲加捻而成，故仍有很好的柔性，破斷力高達60kN以上，可制作出高強力遠距離的大型輸送帶，鋼絲及鋼絲繩的復(fù)合橡膠制品見圖8-3。13當前13頁，總共30頁。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當前14頁，總共30頁。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當前15頁，總共30頁。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當前16頁，總共30頁。17當前17頁，總共30頁。

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，同時也應(yīng)注意橡膠配合劑的選擇，秋蘭姆類促進劑對聚酯的胺解影響最嚴重，噻唑類促進劑影響最小。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的拉伸強度約為176N。但其吸濕率較高，強度下降大，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當前18頁，總共30頁。

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度分別是482N和786N，其強度的表現(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當前19頁，總共30頁。

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當前20頁，總共30頁。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當前21頁，總共30頁。22當前22頁，總共30頁。1．膠管、膠帶用帆布尼龍、聚酯及其交織布該布的代號表示如下：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表示其縱向拉伸強度。輸送帶用的浸膠帆布及主要性能見表8-7。23當前23頁，總共30頁。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當前24頁，總共30頁。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當前25頁，總共30頁。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當前26頁，總共30頁。3．涂覆制品用布膠布綜合了橡膠與織物布的優(yōu)點，可做成防雨布、篷蓋布、容器布等，圖8-6。根據(jù)制品的需求，聚酯纖維以其強度高、尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)性等優(yōu)點得到廣泛使用。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當前27頁，總共30頁。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沖壓件，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度。28當前28頁，總共30頁。子午線輪胎構(gòu)造簡圖子午線胎：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，其簾布層相當于輪胎的基本骨架。由于行駛時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。當前29頁，總共30頁。斜交胎：胎體簾