橡胶材料-第8章 橡胶骨架材料

1、橡胶骨架材料是含有骨架材料的复合橡胶制品受力的主要部件，同时对这种橡胶制品在使用中的形状的稳定也起着重要的作用。 例如，轮胎、胶带、软管的一部分、密封件及减振橡胶制品是橡胶弹性体部件和高弹性模量高强度的骨架材料复合而成的。 由于这些橡胶制品对骨架材料的要求不同，所以有材质不同结构的骨架材料。 不同材质主要是天然纤维、合成纤维、金属材料。 不同的结构主要有有线、绳、布料、帆布、无纺布等。 骨架材料的表面处理和与橡胶基质的粘合也是重要的问题。 第8章橡胶骨架材料，第1节橡胶骨架材料介绍，第1，1，橡胶骨架材料的基本作用橡胶材料是具有高弹性、大变形、低弹性模量的高分子材料。 只要有充分的弹性就能吸收

2、冲击振动，能提供高耐磨耗性、摩擦系数和优异的密合性等。 然而，纯橡胶产品往往不能满足实际的使用需求，橡胶产品往往会承受轮胎、输送带等较大的负荷。 因为这些橡胶制品需要使用纤维、金属丝等骨架材料复合，橡胶材料应用更广泛。 橡胶及其骨架材料牢固结合，不仅保护了骨架材料，还充分发挥了骨架材料的增强作用。 2、橡胶制品使用骨架材料的目的是为橡胶制品提供更高的强度和尺寸稳定性。 轮胎中的胎体帘线约束橡胶以稳定轮胎充气截面的宽度和外径，胎圈部分钢丝骨架将轮胎紧固在汽车轮毂上，以抵抗高速离心力的作用。 传送带中的经线受到拉伸张力负荷，纬线提供抗冲击性。 编织在软管上的骨架层有足够的弹性，能够防止软管在高压下

3、破裂和真空吸引，带骨架的密封制品的骨架能够稳定其形状。 3、2、橡胶骨架材料的种类和分类橡胶骨架材料的材质主要由三种材料组成，天然棉纤维、各种化学纤维和金属材料。 除了用金属直接加工出一定形状的骨架和普通的单一钢丝外，许多橡胶骨架材料都是由纤维丝或钢丝捻合、合股、织布或浸渍而成的绳、钢丝、帆布等。 这一系列不同结构的骨架材料有助于改善抗疲劳性、与橡胶的结合性、加工性等。 含有骨架材料的橡胶制品如图8-1所示。 4、棉纤维(cotton fiber )棉纤维的基本性能强力低，与橡胶的粘着性好。 钢丝的钢丝、钢丝绳和普通的单钢丝具有非常高的强度和弹性模量，表面镀金和镀锌的钢丝很好地解决了与橡胶的粘

4、合问题，已大量用于轮胎、钢丝输送机、钢管等产品中5、人造丝纤维(viscose fiber )中的高强度胶粘纤维常用于橡胶工业。 人造丝的干燥强度高，但湿润强度低。 尼龙纤维纤维强度高，耐磨、耐光性好，但耐湿热性差。 也被称为聚酰胺纤维(polyamide fiber )或尼龙，该纤维强度高，断裂伸长率高，弹性高，弯曲性高，耐磨损性比其他纤维好，但热稳定性差，现在已经多用于斜交轮胎等产品中聚酯纤维(polyesterfiber )聚酯纤维综合了尼龙的强度、伸长特性和人造丝的弹性模量特性，因此适用于很多用途，例如，半钢光轮胎中，胎体骨架基本上采用了聚酯帘布。 被称为芳纶纤维(aramid fib

5、er )和芳纶，芳纶纤维强度高，增长率低，耐热性高，被称为“人工钢丝”，价格高，现在被用于轮胎和高强度输送机等产品。 玻璃纤维(glass fiber )玻璃纤维虽然具有高模量和耐热性，但耐弯曲挠性和橡胶的粘接性差。橡胶骨架材料基本上根据使用的材料结合的结构类型进行分类，例如聚酯帘线、钢丝帘线、尼龙布料、棉帆布等基本结构如表8-l所示。 7、3、橡胶骨架材料的常用术语和表示方法的常用术语橡胶骨架材料多为纤维材料，因此很多术语与纤维织物有关。 一般术语见表8-2。 表示方法由于纤维编码和编码结构复杂，对规格表示有一定的规范要求，主要以结构形式表现。 一般来说，是将几根股线组合起来捻合而成的，其结

6、构用股线的线密度和粗细(用编号tex和dtex表示)和股数的组合(中央用斜线划分)来表示。 由多个股构成，并且分两次加捻，第一次合股数和第二次合股数之间用乘法结合，例如，183.3tex5X3第一次用183.3tex线密度的线5根加捻成线，第二次用像3根那样加捻的线再加捻8、9、钢丝绳和钢丝的结构变化很多，图8-2所示的钢丝截面结构从34O.22，即直径0.22mm的4根细钢丝开始对丝进行扭转，用这3根股线对粗钢丝进行扭转，根据情况，对钢丝的外表面整体施加细钢丝在340.22HE中，he (高长度)代表高扩展码。10、一、绳索和绳索以单一形式在橡胶制品成形时复合在橡胶基体上，根据产品的强度要求

7、，所选材料和绳索的粗细各不相同，常用材料有粘合纤维、棉、尼龙、尼龙、聚酯、芳纶、 这些软线主要用于编织软管、皮带、钢丝带、轮胎胎圈，在产品中以一定的密度、角度和层数排列而发挥加强作用。 胶带钢缆是高强度橡胶输送机的骨架材料，广泛用于高速、大输送量、长距离的输送机。 所用钢丝绳要求表面清洁，平坦柔软，无残馀扭转应力，不松弛，对橡胶有良好的粘合力。 常用软线和钢丝的规格、主要性能和用途如表8-3所示。 第二节橡胶骨架材料的应用，11、12，单线结构最简单，用于制造各种轮胎胎圈的是高强度、高韧性钢丝，表面镀铜和铜锌合金，色调明亮，与橡胶有良好的粘合力。 直径细柔软性高的钢丝，是制造各种高压输送软管的

8、骨架，可以用针织机直接以“54044”的角度交叉编织成内层软管。 这根钢丝具有优秀的综合性能，真的吗？ 的镀层均匀，有光泽，与橡胶有良好的粘合力。 粗钢丝绳的直径达到10mm以上，但由于是用细钢丝绳扭转而成的，柔软，断裂力达到60kN以上，能制造出强大的远距离的大型输送机，钢丝绳和钢丝绳的复合橡胶产品如图8-3所示。13、二、代码一般是将几条线绞合而成的，基本上和代码相同，代码主要用于制作层，其表示与代码的表示相同，一般标准如表8-4所示。14、3、帘布是介于单一帘线和完整织物之间的布型织物，其结构如图8-4所示，主要使用轮胎。 15、尼龙布料有尼龙66和尼龙6两种。 主要代码的规格和参数见表

9、8-5和表8-6。 尼龙布料的保存时间一般为半年，必须注意防潮和遮光。 布料开捆后请立即使用，轧制上浆加工后也请尽快使用。 16、17、聚酯帘布的聚酯帘布在轮胎中主要用于轿车轮胎和子午线汽车轮胎，在软管和v型皮带中也使用少量的聚酯帘布。 涤纶帘线的胺分解降低了其性能，天然橡胶中的某些物质比合成橡胶更容易分解，同时也要注意橡胶配方的选择。 秋兰姆系促进剂对聚酯的胺分解影响最大，噻唑系促进剂的影响最小。粘合层粘合层在子午线带层上有一定的应用，183.3tex2的拉伸强度约为176N。 但是吸湿率高，强度降低大，粘性差，因此这块布的保存期为半年，保持防干燥光，包装后必须马上使用，轧制后也必须马上使用

10、。 18、芳纶帘布的芳纶帘布主要适用于子午线轮胎带束层，代替钢丝降低轮胎整体质量。 主要的帘布标准为166.7tex2或166.7tex3，其单帘线的拉伸强度为482N和786N，其强度表现极为出色，拉伸放大率为5.7和5.9，尼龙帘线的拉伸率为27。 芳纶电线在紫外线照射后容易分解，请避开光使用。 由于玻璃纤维层的玻璃纤维层疲劳性差，所以只能用于产品弯曲变形小的部位，例如子午线轮胎的带束层等，但现在已经被电线取代，其优异的热稳定性非常适合在某一高温下使用的产品。 一般纤维直径为9m，与橡胶的粘合差，因此需要进行偶联剂、浸润剂的浸渍处理。 19、塑料层塑料层在力轮胎和v形带上有少量使用，其34

11、tex32的单帘线拉伸强度为67N，拉伸伸长率为22，直径为0.59mm。 棉布初期发明的轮胎采用棉布，因其强度低、轮胎质量高、升热大而被合成纤维布所取代，现主要应用于要求低的产品，如轮胎等。 20、4、帆布帆布在橡胶管、传送带和橡胶布制品中作为其骨架材料被大量使用。 根据产品强度的要求，一般在多层复合中使用，使用的材料为棉、尼龙、聚酯、尼龙等，其一般的织构如下。 (1)平纹结构的一条经线和一条纬线交错。 (2)牛津式结构的两条经线和一条纬线交错。 (3)直经线构造直经线骨架层中，经线在直线状态下受到张力，并且在直经线的上下配置直线纬线。 (4)密编结构用经线、纬线复合地编织而成的多层整体结构

12、骨架层，也称为带整体芯的结构。 输送机帆布骨架结构示意图如图8-5所示。21、22、1软管、胶带用帆布尼龙、聚酯及其织布的帘线，表示NN为尼龙结构的PN为聚酯与尼龙的交织结构，随后附加的数字如PN200，数字200表示其纵向的拉伸强度。 传送带用的浸橡胶帆布和主要性能如表8-7所示。 23、尼龙帆布的尼龙帆布有纯尼龙和混纺两种，纤维棉混纺布料一般不进行浸胶处理，但胶料配合应采用粘合系统。 尼龙帆布采用RFL浸渍处理，可获得良好的粘合效果，如表8-8所示。 24、棉帆布带的传统骨架材料是棉帆布，但现在已取代合成纤维，也用于要求低的产品和特殊产品。 25，2 .轮胎的子口布轮胎的胎圈部使用子口布，

13、主要采用尼龙布，其线与93.3tex1或140tex1的一根捻经相同密度组织，如表8-10所示。26、3包复制品用布橡胶布综合了橡胶和织物布的优点，能制作防水布、篷布、容器布等。 根据产品需求，聚酯纤维以强度高、尺寸稳定、耐药性等优点被广泛应用。 具体的织物结构类型有平纹布、叠纹布、格子布、针织布、无纺布等。27、五、金属骨架在橡胶密封制品中，油封大量使用环状金属骨架，如图8-7所示，在减震制品中，也用金属板等骨架材料和橡胶构成复合制品。 这些金属骨架以良好的刚性给橡胶制品赋予了稳定的形状尺寸。 这些金属板和一定形状的金属压制部件，表面需要另外进行清洗处理、喷砂、磷酸盐、粘接剂等，可以改善橡胶和金属的粘合强度。28、子午线轮胎结构示意图，子午线轮胎：胎体帘线和轮胎周切线方向大致为90列，用钢带紧固胎体带。 一般的载重轮胎是全钢丝帘线。 轻卡和轿车轮胎是半钢丝(胎体帘线是聚酯纤维)。帘线的排列方向与轮胎子午剖面一致，其帘布相当于轮胎的基本骨架。 由于行驶时轮胎必须受到大的切向力，所以为了保证帘线的稳定，在其外侧有几个由高