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帘线及其与橡胶的粘合


轮胎胎体帘线的性质
尺寸稳定性:低的收缩, 没有污斑, 没有长期伸长 高拉伸强度、高拉伸模量 低的弯曲模量 高耐久 :疲劳抵抗力强, 低生热,与橡胶的高粘合, 强的抗氧化,抗热能力 高冲击:抵抗 冲击和变形 高速时的低滞后损失
轮胎带束层帘线的性质
高拉伸强度、高拉伸模量 高刚度 超高拉伸模量 高压缩模数 高的橡胶粘合 耐化学腐蚀
选择轮胎帘线的依据
帘线的化学成分; 每单位长度和重量的成本(轮胎成本); 旦:单丝长度和强度; 帘线结构:纱线层数; 帘线捻度; 在每层上单位长度帘线的数目; 轮胎帘线数目;
轮胎5种主要帘线单丝的性质
弹性 (cN/Tex) 破断伸长率% 模量 (cN/Tex) 在150C收缩率 (%) 湿气收复(% at RT) 比重 Elting温度 (C) 玻璃化转换温度(C) 抗热能力 (C) 近似相对单位成本重量
捻向:
垂直拿着的绳子,从顶向下如果螺旋按顺时针方向转动
的为“S”,逆时针方向被命名为“Z”。 平衡帘线:
如果一束纱线和形成的帘线有相同转向则被命名平衡帘 线。
捻度:捻度是用于钢帘线结构的测量。
强度:
按一定拉伸率拉伸帘线所需的负荷,即给定帘线的破断 力。轮胎帘线的强度用牛顿或磅远比Mpa常用的多。由于确 定一束纤维的断面比较困难,纤维抗拉强度有时用psi来报告: psi=12800 (比重) (每旦尼尔的克数)
聚酯和芳纶的浸渍
对聚酯和芳纶的浸渍采用标准RFL是较不易反应的,必 须进行预处理以获得良好的黏着力。 普遍做法是使用一个多 级浸洗的过程。
帘线在一种易反应的化学制品的水溶液中首先被浸洗, 例如环氧化物,丙三醇或异氰酸盐等与少量润湿剂一起给定 附着量。 经过拉紧烘烤过程,帘线再用标准RFL进行最后的 烘烤和放松,然后进行浸洗,其中每一步的处理时间通常为 30-60秒。
轮胎上帘线使用的普遍评价 ——尼龙
尼龙是脂肪族多醯胺的一个常用术语,有两个品种应用于轮胎:尼 龙6和尼龙66。
两种材料有相似的特性,但尼龙6相对便宜些,但在恶劣温度下对 湿气和受抗拉强度的损失更加敏感。尼龙帘线经早期模量处理后,强度 提高25-50% 。
它低的模量和低的玻璃化转变温度使它作为带束层材料不被接受, 然而作为装饰、乘用把手却是非常重要的。例如在乘用车轮胎上,尼龙 有韧性、耐冲击,有高的强度和低的热疲劳。再例如,在中重型卡车、 除路装备和航空器上,尼龙是基本的材料。在子午胎上,与钢丝帘线或 芳纶用于带束层一起被用到胎体上。
轮胎帘线的制造 ——帘线组合
加捻效果
捻度对轮胎帘线来说是非常重要的。 a、高的捻度使帘线在压力下不易散开,低的捻度使帘线象棒子一样绷直,
容易散开。 b、捻度增加,弹性下降,压力下的疲劳性能提高,每条胎的成本增加。
在形变过程中收缩迅速,弹性和抗疲劳稳定性随着捻度的增加而降低。 c、在轮胎的结构上如果没有捻度,帘线将出现松散、摩擦,在压力状态
在承重的环境下,芳纶低的伸长率将防止外层胎体受到伤害,因此, 把它放在内层保持压力。这降低了作为内层承受的力量,但是,严肃的 说,内层的早期损坏是由于芳纶恶劣的动态疲劳所致。
1.5 轮胎帘线的制造
纺丝
捻合浸渍包装打卷烘烤轮胎帘线的制造 ——纺丝
单丝的生产过程是融化纺丝(尼龙和聚酯)和溶液纺丝(人造丝和 芳纶)
轮胎上帘线使用的普遍评价 ——芳纶
芳纶是芳族聚酰胺,其最主要的是做承重材料。芳纶有非常高的强 度、高模量、和低的伸长率。
相对高昂的成本降低了它作为子午胎带束层上的应用。它被应用到 重量相对重要的场合,比如航空轮胎的带束层或者是高速轮胎的胎体上。 与钢丝帘线相比,芳纶更能在运输带上做多层骨架材料。但是,在胎体 的承重能力上,芳纶必须作为单层使用。
纤维:
在纤维轴方向上有高的强度、长度至少大于直径 100倍的一种材料。
单丝:
轮胎帘线的最小的连续单元。
纱线 :
经进一步处理的丝线,通常从喷嘴直接聚集,轻轻扭转(例如.,每英 寸0.3圈)和缠绕到辊子上,经过其他一些工序捻合形成帘线。
帘线:由两个或多个纱线经扭转而形成的结构。 经线:沿纤维轴纵长方向的帘线。
帘线与橡胶粘合
强调帘线粘合的主要目的是避免帘布粘合表面、胶片粘合表 面和粘合剂本身的分离。在帘线的制造过程中通过恰当的浸 泡过程来实现这一目的。
粘合剂的浸泡和烘烤与帘布的拉伸和放松过程紧密相连
间苯二酚甲醛胶乳浸渍系统(RFL)
RFL在20世纪40年代得到了广泛使用,与尼龙和人造 丝一起应用到轮胎产业中。
(PET=1.00)
人造丝
50 6 800 <0.1 13 1.52 >210 -150 1.33
尼龙6 80 19 300 6.0 4.5 1.14 225 55 180 --
尼龙66 85 16 500 5.0 4.5 1.14 250 55 180 1.13
聚酯
80 13 850 2.0 0.5 1.38 250 80 180 100
质量管理
浸渍配方、附着量、处理条件和所有影响黏合的因素必须进行优选, 严格的质量管理制度一经建立,必须实施。
必须避免的问题有:帘线湿润不充分,附着量不足,胶粘剂剥落, 热处理过程的过度烘烤,这些情况中的任一个都可能减少附着力。如果 帘线与橡胶一起存放或运输,处理后的帘线必须免受氧化亚氮(油热法 烤箱使用气体)、曝晒、湿气或者臭氧的侵蚀。
帘线及其与橡胶的粘合
第一节 纤维材料
1.1轮胎纤维材料的使用现状
2001年美国轮胎帘线的组成(%)
带束层材料
车型
市场
钢丝
芳纶 尼龙
原装
97
2
1
乘用、轻卡 替换胎
99
1
0
胎体材料
原装
98
2
0
乘用
替换胎
98
2
0
原装
100
0
0
子午轻卡
替换胎
98
2
0
原装
0
0
100
斜交轻卡
替换胎
22
0
78
1.2轮胎纤维材料的发展历程
控制的喂料率和拉拔速度对于单丝的形成与否是必须的。最后,单丝经聚 集、缠绕,贮藏成辊便于后续工序加工和帘线生产。形成标准纱线成品和高模量 的帘线,经拉拔后模量有2-4倍的提高而断裂伸长率在10-20%的范围。
溶液纺丝
人造丝和芳纶没有固定的融化温度,而必须溶解后挤出 形成单丝。集中的解决办法是通过喷嘴湿法凝固或干法凝固。 单丝经空气干燥后没有拉拔就获得高的伸展。芳纶由于高的 强度性质,人造丝的弹性经过凝结改良获得了3倍进展。
弹性:
轮胎的强度常常被作为每分特或每旦尼尔来报告,这个 值作为相等重量的帘线的强度。当比较相似比重帘线的时候, 它是有用的。举例来说,在子午胎上计算尼龙和钢丝帘线的 时候,计算在哪儿使用相等容量远比在哪儿使用相同重量的 帘线更加实用。
1.4 轮胎帘线的作用
承受负荷,保持气压 为制动和驱动提供力 为均匀、驾乘、处理提供尺寸均一性 保持耐久性,防止损伤和冲击
在浸渍中,间苯二酚和甲醛提供了一个极强的极性聚合 物与极性的轮胎帘线黏合,而乳汁的橡胶组分提供了与橡胶 良好黏合的物质。
人造丝和尼龙的浸渍
RFL被人造丝和尼龙完全使用 。 一般来说,间苯二酚和甲醛混合成溶液存放24个小时, 共混后将帘线拉紧浸渍。浸渍配方包含2 -5%的固体量,附 着量被控制在大约6 - 8%,然后帘线被拉紧后烘烤。为了防 止影响黏合力,进行帘线的湿润以清除斑点是必须的。为了 得到好的黏合和密实度,良好的浸渍渗透是非常重要的,23层的渗透是最佳优选。
下受到损伤。帘线在压力下的疲劳表现在轮胎的胎侧受到高的应力和应 变上面。
纺织帘线的干燥, 烘烤和热处理温度(°C)
帘线 人造丝 尼龙 聚酯 芳纶
干燥 120-175 120-175 120-175 120-175
烘烤 175-260 225-240 240-250 240-250
设定温度 150-175 180-245 210-245 230-260
人造丝> 高级聚酯 >尼龙 人造丝> 高级聚酯 >尼龙 人造丝> 高级聚酯 >尼龙 人造丝> 高级聚酯 >尼龙
尼龙>高级聚酯 >人造丝 尼龙>高级聚酯 >人造丝 人造丝> 高级聚酯 芳纶>钢丝>尼龙>聚酯 >人造丝 芳纶>钢丝>人造丝>聚酯r>尼龙 尼龙>聚酯>人造丝>钢丝 =芳纶 尼龙>聚酯>人造丝>钢丝 =芳纶 芳纶>尼龙> 人造丝>聚酯> 钢丝
轮胎上帘线使用的普遍评价 ——人造丝
自从人造丝提高了凝固和热处理技术,轮胎帘线的强度 增长了300%,其低收缩、高模量良好的粘合特性使它成为 乘用车轮胎的最优选择。
但相对于聚酯的高成本和对资源的浪费,人造丝已经逐 渐失去了市场。在历史上,人造丝被使用于卡车,但由于尼 龙的高强度和冲击力的优势而被尼龙所代替。人造丝被用于 低档胎,在乘用车翻新胎的使用上得到发展。
旦尼尔:
纱线的线密度单位,被定义为9000米长度的克数。 因 此,旦数越大,强度越强。例如,2000旦尼尔纱线据推测在 为1000旦尼尔纱线的两倍。
分特:
在SI单位制中的线性密度(部分地),被定义为在10,000 米长度的重量的克数
捻:
每单位长度的纱线或帘线的360°转数,例如每英寸10 转或每10cm 40转。
同上,低重量
1937 1938
1947 1955
首先在子午胎上使用, 为了黏合而镀铜
黏胶纤维, RFL/NR 帘子布 拉伸帘布,为得到高的拉伸强度进行热处理, 用
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