纖維骨架材料的性能及在膠材制造中的應(yīng)用

纖維骨架材料的性能及在膠材制造中的應(yīng)用

溫度和作用時(shí)間越高，纖維骨架材料的破碎強(qiáng)度越高。反之亦然。150℃以下,輪胎簾線受熱后強(qiáng)度損失由小到大的順序是:聚酯<芳綸<棉纖維<人造絲<尼龍<維尼綸;在160℃以上,芳綸的耐熱性最好。1.16耐化學(xué)品作用性能在化學(xué)品作用下,纖維骨架材料的物理性能會出現(xiàn)不同程度的降低,表現(xiàn)為斷裂強(qiáng)度及斷裂伸長率下降以及在溶劑中溶脹、溶解等。對纖維骨架材料有侵害作用的化學(xué)品包括酸、堿、鹽及各種有機(jī)溶劑。在進(jìn)行膠料配方設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)密切關(guān)注各種組分對纖維骨架材料的侵害作用,如聚酯纖維受氨作用后產(chǎn)生氨解,斷裂強(qiáng)度下降,因此應(yīng)選用不含氨類物質(zhì)的硫化促進(jìn)劑。1.17耐候性纖維骨架材料的耐候性是指抵抗因日光及在大氣中長期暴露產(chǎn)生不同程度性能下降的能力。簾線性能下降表現(xiàn)為斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率下降,下降的程度除與材料固有特性有關(guān)外,還與照射強(qiáng)度、時(shí)間、光線波長等因素有關(guān)。對纖維骨架材料性能有破壞作用的光線主要是波長為253.7～365.4nm的紫外光。纖維骨架材料的耐候性如表5所示。為改善纖維骨架材料的耐候性,可以在紡絲時(shí)加入防老化劑或光穩(wěn)定劑。在骨架材料制造及使用過程中,應(yīng)注意原料、半成品及成品的包裝,如簾布、帆布、線繩等包裝中都有黑色PVC薄膜就是為避免日光照射。骨架材料被打開包裝后應(yīng)盡快使用,使用不完時(shí)應(yīng)閉光保存。日照對纖維骨架材料的強(qiáng)度和粘合強(qiáng)度均有明顯的影響。2纖維骨架材料對膠帶性能的影響2.1斷裂強(qiáng)度的提高提高動力傳動帶品質(zhì)和使用性能的關(guān)鍵是提高其強(qiáng)度并保持尺寸穩(wěn)定性,這與骨架材料的性能密切相關(guān)。提高動力傳動帶骨架材料斷裂強(qiáng)度的途徑包括選擇高強(qiáng)度的纖維材料和適宜的織物結(jié)構(gòu)。提高V帶的尺寸穩(wěn)定性對改善其使用性能至關(guān)重要,因此V帶用骨架材料均采用尺寸穩(wěn)定性相對較好的纖維材料;同步帶對尺寸穩(wěn)定性的要求更加嚴(yán)格,通常選用鋼絲簾線、玻璃纖維、芳綸簾線或線繩。2.2包裝輸送帶對骨架材料的性能要求主要有:強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、耐屈撓性、接頭牢固性和成槽性。(1)采用合理的織物結(jié)構(gòu),提高運(yùn)輸強(qiáng)力可采用高強(qiáng)度纖維材料和改變織物結(jié)構(gòu)兩種途徑提高骨架材料的強(qiáng)度。新型合成纖維的不斷出現(xiàn),使織物的強(qiáng)力等級不斷提高,相同強(qiáng)力等級織物的厚度不斷減小,使輸送帶的柔韌性和耐屈撓性能得到提高。根據(jù)輸送帶強(qiáng)力等級的需要采用相應(yīng)的織物結(jié)構(gòu):如采用單層織物以克服多層織物易出現(xiàn)的脫層問題;此外如直經(jīng)直緯織物,由于減少了經(jīng)緯線相互磨損及織造過程造成的經(jīng)緯線強(qiáng)力損失,提高了織物的強(qiáng)度效率,即成品織物中經(jīng)緯線的強(qiáng)度保持率。(2)輸送用骨架材料的尺寸穩(wěn)定性輸送帶的尺寸穩(wěn)定性對提高物料輸送效率、降低動力消耗至關(guān)重要。提高輸送帶用骨架材料的尺寸穩(wěn)定性有兩種途徑:采用尺寸穩(wěn)定性好的纖維材料和改善織物結(jié)構(gòu)。如輸送帶用直經(jīng)直緯織物,由于沒有經(jīng)緯線交織而不產(chǎn)生織縮,使經(jīng)向拉伸變形更小,從而改善了經(jīng)向的尺寸穩(wěn)定性。(3)抗屈撓性能比較改善輸送帶的耐屈撓性的途徑是:①采用高強(qiáng)度合成纖維,以實(shí)現(xiàn)減薄減輕骨架材料,從而達(dá)到減薄輸送帶的目的;②改善織物結(jié)構(gòu),如直經(jīng)直緯織物、整體帶芯的織物結(jié)構(gòu)較為松散,其耐屈撓性能較結(jié)構(gòu)致密的帆布更好。(4)接頭牢固性接頭牢固性主要由織物結(jié)構(gòu)決定。不同結(jié)構(gòu)織物增強(qiáng)輸送帶的接頭牢固性比較如表6所示。(5)成槽性輸送帶骨架材料除了要求經(jīng)向尺寸穩(wěn)定性良好以外,緯向還應(yīng)該具有較大的可變形性,即成槽性。所采用的方法是,緯線選用拉伸變形較大的纖維材料和實(shí)施織物浸漬熱處理工藝措施。目前輸送帶用骨架材料大多為不同紡織材料的交織織物,如經(jīng)線為聚酯、緯線為尼龍66的帆布、直經(jīng)直緯織物。從織物浸漬熱處理工藝講,熱處理時(shí)緯向不加張力,成品織物的緯向變形率可達(dá)40%～50%。3纖維骨架材料對橡膠管道性能的影響根據(jù)骨架材料結(jié)構(gòu),膠管分為以下幾種:(1)包布膠管包布膠管采用棉帆布為增強(qiáng)材料,這種膠管的缺點(diǎn)是承壓等級低、膠管柔韌性差,不耐彎曲,因此正逐步被淘汰。(2)交針織織物編織膠管的增強(qiáng)材料為由多根紗線以排線形態(tài)織成的密實(shí)型斜交編織織物,適用于多層增強(qiáng)的高壓膠管,膠管的壓力由所有紗線共同承擔(dān);編織膠管的增強(qiáng)材料也可為經(jīng)、緯線正交的編織織物,經(jīng)線沿膠管軸向排列,膠管的壓力由緯線承擔(dān)。(3)增強(qiáng)紗線根據(jù)方式分纏繞膠管增強(qiáng)材料為纖維紗線,經(jīng)專用纏繞機(jī)以螺旋形式纏繞于膠管的內(nèi)、外層膠之間。根據(jù)纏繞方式不同,可以分為單向纏繞和雙向纏繞。單向纏繞指每層增強(qiáng)紗線按一個方向纏繞成螺旋狀,增強(qiáng)層為一圈圈彼此平行的螺旋線,多用于耐壓等級高的膠管;雙向纏繞指增強(qiáng)層為兩層膠管紗線按相反方向以斜交或正交形態(tài)纏繞,形成交織布似的織物形態(tài),主要用于大口徑膠管。(4)變直徑膠管針織膠管增強(qiáng)層為纖維紗線的針織織物,這種膠管的耐壓能力較差,但柔軟性好,通常用于對承壓能力要求不高,但要求具有良好耐屈撓性能的膠管和變直徑膠管。(5)膠管對骨架材料的要求鎧裝膠管增強(qiáng)層為直徑較大的鋼絲或合成纖維棕絲,一般采用單向纏繞方式。這種膠管多用于承受外壓作用的負(fù)壓膠管,用鋼絲作骨架材料可以確保膠管不因承受外壓作用而變形。膠管對骨架材料的要求,除強(qiáng)度高、耐屈撓性能好外,主要要求熱收縮率低。相比之下,膠管對骨架材料拉伸變形率和與橡膠粘合強(qiáng)力的要求不很嚴(yán)格,這是由膠管用途、結(jié)構(gòu)和制造工藝決定的。此外,對針織膠管而言,要求增強(qiáng)紗線應(yīng)選用環(huán)扣強(qiáng)度較高的纖維材料。膠管用骨架材料性能與膠管性能的關(guān)系如下:(1)連通性性能增強(qiáng)織物與膠料的粘合性能影響膠管的工作壽命。(2)變形量骨架材料的變形量影響膠管在工作條件下的內(nèi)徑變化。(3).力量骨架材料的強(qiáng)度影響膠管在大氣環(huán)境或特定工作溫度下的爆破壓力。(4)耐吸油骨架材料的耐吸水性影響膠管外層膠局部損壞脫落后膠管的性能與工作壽命。(5)濕