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橡胶骨架材料

关注:251发表时间:2018-11-16 09:14:19

橡胶骨架材料:[1]芳纶骨架材料显著的轻量化效果

  新世纪,橡胶骨架材料产品结构调整取得显著成效,随着我国子午胎的发展,2005 年钢帘线成为第一大骨架材料,并快速提升,涤纶帘布(HMLS)增长较快,锦纶生产基本平稳,略有下降。2010 年,钢帘线产量 120.4 万吨,锦纶 26.8万吨,聚酯 11.7 万吨,总产量 180 万吨,工业总产值 320.5 亿元,同比增长 21%

  在 20 世纪 50-80 年代,尼龙和聚酯代表了合成纤维的先进技术,进入新世纪,芳纶材料成为橡胶用高性能纤维材料的代表。

  芳纶可以分为对位芳纶和间位芳纶两类,分别用于轮胎、输送带、高强线绳、防弹衣、头盔和航天、航空、体育用品等。

  芳纶与目前轮胎用骨架材料钢丝、涤纶、锦纶等相比,具有强度高、变形小、热收缩低、高耐热和蠕变极小等优点(如表 1);其强度是钢丝的 5-6 倍,模量是钢丝的 2 倍,相对密度仅为钢丝的 1/5,分解温度为 560℃,既具备合成纤维弹性,又具备钢丝的刚性。

       世界主要汽车轮胎生产商都在关注芳纶在汽车轮胎中的应用,特别是采用芳纶帘线作为骨架材料的生产超轻、超薄和低滚动阻力子午线轮胎。

 

表 1    几种骨架材料主要性能对比

 


芳纶

尼龙 66

聚酯

钢丝

密度 g/cm3

1.44

1.14

1.38

7.85

分解温度℃

500

255

260

1600

强度 MN/tex

2000

830

840

345

伸长率

4.0

18.3

14.5

2.0

初始模量 N/tex

55

5

10

26

吸湿后强度变化

几乎不变

降低

稍降低

不变

 

       “十一五”期间,广州华南橡胶轮胎有限公司承担了国家科技部攻关项目,分别在 60、65、40 系列轿车子午胎胎体和冠带层中采用芳纶帘布和芳纶与锦纶或涤纶复合的帘线作为骨架材料,取得了显著的效果,成品轮胎重量明显下降, 滚动阻力平均下降 12.8 ,体现了显著的节能效果,轮胎耐久性和高速性能均有大幅提高。特别是芳纶和锦纶复合帘线的推广应用取得了显著效果。芳纶短纤维的应用领域也不断拓宽;ft东玲珑轮胎、北京首创轮胎、华南轮胎、双星轮胎、四川海大轮胎和青岛赛轮等企业的实验和应用实践,为国产芳纶材料的开发应用做出了重大贡献。在此基础上,国家科技部安排了适宜在轮胎工业中应用的国产对位芳纶(1414)的技术攻关,“十二五”芳纶复合材料在轮胎和橡胶制品中的应用重大 863 项目正在启动。

  有新消息报导,贝卡尔特公司正与杜邦公司联合开发一种新型的复合帘线, 这种复合帘线结构中芳纶纤维芯被钢丝帘线包复。这种复合帘线强度特别高,可在一些要承担高负荷的工程机械轮胎、矿ft轮胎和高强度输送带中应用,可大大降低粗钢帘线的重量,提高骨架材料与橡胶复合材料的动态粘合和疲劳性能。大幅度降低轮胎滚动阻力和输送带运载阻力,这一技术是一种节约能耗绿色制造的新路子。

[2] 高性能聚酯 PEN(聚萘二甲酸乙二脂)

  高性能聚酯骨架材料PEN 与目前轮胎工业中采用的高模低收缩HMLS 聚酯材料相比有更高的强度,更高的模量和良好的耐疲劳性,非常适宜作为乘用子午胎的骨架材料。它的尺寸稳定性减少了轮胎的变形,改善了轮胎的均匀性,提高轮胎的高速性能和操纵性,降低轮胎行驶过程的滚动阻力和公路噪音,意大利倍耐力公司 1999 年成功开发了这类材料并在轮胎工业中获得应用,日本帝人公司也开发了同类产品,相继在日本普利斯通公司和世界主要轮胎企业获得应用。我国骏马集团与东华大学正联合开发 PEN 工业丝和浸胶帘帆布,可望尽快在轮胎、管带等产品中获得应用,是性价比合适的新型高性能聚酯骨架材料。



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