线绳和涂层织物在橡胶制品中的应用.docx

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线绳和涂层织物在橡胶制品中的应用

线绳和涂层织物在橡胶制品中的应用

现状和未来

青岛

2011年08月18日至20

Dr.

苏州考特茨工业纺织品有限公司1

-介绍

-在汽车工业和其他工业中的应用

-橡胶产品被损坏的原因（失败案例）

-哪些关键属性必需改善

-新材料和线绳结构

-表面活化

-结论

苏州考特茨工业纺织品有限公司2

-传动带

-胶管

-轮胎

-气垫

-弹性联轴器

-光缆

-造纸机中部件

主要应用领域

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线绳所需要的物理属性

-高拉伸强度

-低永久变形

-肯定的弹性应变

-优良的动态性能

-与弹性体之间专门好的粘合

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线绳生产时

线绳的制备进程

-第一纱线需要加捻，无论是单股纱仍是多股纱

-然后线绳在RFL溶液中浸胶

-维持上升温度加热，以达到良好的粘合力，并在其拉伸属性和热属性间取得最佳平衡

-接着用溶解的橡胶进行涂层

+RFL+

RAWYARN

TWISTINGDIPPING

DIPPEDSECCORDS

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•

玻璃颗粒

热浸胶涂层

-提取纤维

-纳米技术涂层

纱线预备

-纤维表面涂层加捻

-新的紧缩涂层

-以纳米颗粒涂层

玻璃线绳的生产进程

客户

聚合物纱的生产进程

聚合物纱加捻

纱线预备

-纱线表面涂层

-绕线

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线绳-RFL-橡胶之间的接触面

动态性能不仅由线绳的性质决定，更是由线绳与

RFL之间和RFL与橡胶之间的粘合程度决定

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包布带

为了防护，皮带用橡胶涂层织物包住。

软线绳的利用是必不可少的，因为包布V带的组成，类似鼓桶外的线圈。

然后通过固定刀或旋转刀切割成单独的带子。

用于生产的软线绳必需通过较高的成型粘着工艺。

通过在RFL配方中加入活化炭黑，以改善与橡胶溶液之间的浸渍效果。

当这种转换生产出橡胶涂层软线绳时，就达到了最完美状态

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切割带

切割带相较之下，加倍柔韧，能够利用在小直径的皮带轮上，因此，也能用于更紧凑的驱动结构和高速及高功力的传输中。

橡胶和线绳直接与滑轮肩接触。

因为线绳在皮带中呈螺旋状，皮带边缘与带轮接触，所以就很有必要利用硬线绳。

在动态应力作用下，或相似的磨损中，线绳应无法拉出。

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。

多楔带

除其良好的柔韧性，切割带有不易反向弯折的缺点，这是由皮带高度和利用寿命的缩短造成的。

有相当一部份的切割带用于驱动其他各类各样的辅助单元。

在汽车工业中，引入了愈来愈多的辅助单元，例如，动力转向和空气调节，所以需要找到加倍有效的方案。

所谓的多楔带，就可以像蛇形皮带一样，驱动所有辅助单元。

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多楔带

多楔带结合了平带的高柔韧性和V带的高功力传输，传动比率较大（15:

1），直径较小（小至12mm）的带轮提供了廉价的解决方案。

高的带速，带背面的传动作用，蛇形传动的设计。

在汽车领域，多楔带利用涤纶硬线绳，而在电器

（洗衣机，烘干机）方面，利用高弹性尼龙线绳。

尼龙线绳

必需是软的，或半硬，以维持所需的伸长和柔韧性。

在某些情形下，加了高捻的涤纶线绳（dtex110x1x2400t/m）也能利用。

较强的捻度能够提供所需要的弹力。

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同步带

同步带是为无滑动传输而开发的。

-同步带结合了皮带传动和链条传动的长处，例如，减震，低噪音，无需后期保养和同步防滑动态传输。

-同步带只允许超级小的伸长（<%）。

不然，会出现跳齿现象，并在短时刻内造成驱动的严峻混乱和故障。

所以同步带一般利用玻璃纤维线绳，钢丝绳，很少利用芳纶线绳。

而汽车皮带几乎只选用玻璃纤维线绳。

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汽车胶管

-PES空调胶管

1100×2120t/m

1100×3100t/m

-尼龙动力转向胶管

940×2

940×3

-人造丝制动胶管

1220×1

1840×1

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动力转向胶管

汽车胶管

-从泵到转向齿轮的高压胶管（也称为膨胀胶管）必须能承受高达

100巴的压力，并能通过其弹性应变特征，减少震动和压力波动。

-胶管的伸长，在低压时比在高压时转变的更快。

-拥有高弹性应变比例的尼龙线绳（dtex940x1x2）能实现这些要求。

-用于小型交通工具的动力转向系统，需要较小的动力。

在这一方面使用模量转变较大的涤纶线绳（dtex1100x1x2），相比尼龙线绳，加倍适合。

回流胶管则利用涤纶线绳。

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动力转向胶管

汽车胶管

-特殊橡胶（ECO,CM,CSM用于内层,CR,CM用于外层）确保了胶管对液压油所需要的阻抗力。

由于缺少双键，化学粘合较困难。

-因此胶管生产商需要将特殊的粘合剂应用到带子上。

-液压动力转向系统正日渐被高效节能的电气系统所取代。

公共和宝马公司正着手，通过利用更廉价更节能的新一代小型同步带，来取代转向齿轮。

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制动胶管

汽车胶管

-制动胶管有着超级高的安全要求。

操作压力在50到120巴之间。

温度能够达到170ºC。

制动胶管在操作运行中，长期曝露于小石子，水和尘埃中。

-当负载达到最大值的%时（允许小于%）制动胶管可能会发生膨胀。

通过翻滚测试决定其长期稳固性。

测试胶管以一个特定角度夹在两个转盘间，测试至少需要70小时。

-制动胶管必须对制动液具备抗阻力。

SBR用于内层，CR用于外层。

含有SBR/VP乳胶的RFL提供了足够的粘合性。

-在欧洲，主要利用人造丝线绳（dtex1220x1,dtex1540x1,dtex

1840x1）。

PVA（聚乙烯醇）线绳和芳纶线绳也很合适。

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空气调节胶管

汽车胶管

-现在，空气调节胶管主要由EPDM橡胶制成。

胶管生产商将特殊粘合剂应用在带子上，已获得足够的粘合。

这些胶管的内层都有不可渗透的物质，以防止冷却剂（卤代烃）的泄漏。

PES线绳（dtex1100x2,

1100x3）

涡轮增压胶管

-涡轮增压胶管是由硅橡胶制成，并通过未经处置的针织物增强。

因为在硫化时，橡胶能够流入针织物的小孔中，以实现机械结合。

-用于降低油耗的小型马达需要从涡轮增压机取得较高的压力。

胶管中的压力负载较高，可破坏橡胶和织物之间的机械结合。

所以需要有能活化织物表层的其他粘合系统。

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-冠带层

*尼龙

*混合线绳

-胎体

*人造丝

*涤纶

轮胎中的线绳

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用于冠带层所需要纤维特征

-带的强度完全由钢丝绳决定

-冠带层中的纤维强度并非是一个重要参数

-为抑制钢丝带相对位置化，冠带层所需要具有的性：

收缩力

收缩率

模量

织品有限

-收缩力

用于冠带层所需要的纤维特征

-汽车轮胎在使历时，内部温度会达到70-100ºC

-当加热时，尼龙线绳有了粘弹性，所以就会产

生收缩力

-增加收缩力的同时，也增加了对冠带层的总抑

制力

-增强抑制力，能够限制轮胎直径的转变增加

*收缩力越高，冠带层的性能越好

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轮胎中冠带层的作用

-当轮胎加速时：

-轮胎的温度上升

-轮胎的尺寸增加

-张力作用在冠带层上

-冠带层的作用：

-对所有影响，作出反映

-在高速时，抑制钢丝带位置的改变

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混合线绳

用途：

用于高性能轮胎的冠带层材料

-此用途的主要原因：

利用尼龙线绳的冠带层：

4-5%热收缩率利用混合线绳的冠带层：

2%热收缩率（改善驾驶舒适度；减少轮胎的平点产生；低速时有尼龙的表现，高速时有芳纶的表现）

-正在开发的新品种（已列入所有轮胎公司的议程）

例如：

芳纶/尼龙

涤纶/尼龙

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混合线绳的加捻进程

第一步第二步

单独加捻后归并归并后再加捻

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弹性联轴器

-带有织物和金属增强单元的弹性联轴器被利用于客车与商用车辆的传动轴和传动单元，和汽车转向系统中。

-内部加入线绳的橡胶在吸收噪音和减小震动的同时，也在通过线绳吸收震动摇摆，实现了扭矩传递。

-为实现所需的吸收属性，增强材料必需拥有较高的尺寸稳固性（高模）和线绳与橡胶间良好的动态粘合度。

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弹性联轴器

-过去，人造丝线绳主要应用于传动轴联轴器，尼龙线绳则用于转向联轴器。

而今天尼龙线绳已经同时应用于这两个领域。

-标准的RFL已经能对目前利用的弹性体（主要是SBR和CR）提供足够的粘合力

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弹性转向联轴器

-弹性转向联轴器用于交通工具的转向系统中，以减少震动，增加舒适感和安全性。

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传动轴联轴器

-传动轴联轴器能够阻断声音的传播，抑制扭力高峰，并允许对传动轴固有频率进行调节，能减少在动力传动系统上没必要要的震动和压力。

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用于气垫的线绳

-气垫的重要生产商（拥有85%的全世界市场份额）

-BRIDGESTONE/FIRESTONE

-CONTINENTAL/PHOENIX

-GOODTEARVEYANCE

-利用的汽车品牌包括

-梅赛德斯奔驰

-丰田/雷克萨斯

-宝马

-保时捷

-公共

-本田/亚洲客户

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-改良汽车悬挂系统舒适度的方式

-为驾驶员和货物，提供更佳的行车质量

-在车轴间，提供更佳的负荷分派

-改良动态性能，安全性和稳固性

-减少环境影响，减少噪音和震动

-增加车轴的负载量

-汽车气垫市场持续增加

高级车和SUV

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光缆

抗紧缩线绳

-通过处理的线绳必须能够保护光纤，使内部的玻璃纤维不受损坏。

经树脂涂层的玻璃纤维线绳能够防止光纤的紧缩和拉伸。

这里所谓的抗紧缩线绳是用于室内的光纤。

水阻断作用

-通过阻水系统涂层的芳纶纱线，可以阻止水渗入到室外光纤中。

可剥离线绳

-芳纶和尼龙可剥离线绳可以将线缆从内部剥离出来，而不是使用破坏玻璃纤维的切断工具。

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造纸机中的部件

-此刻利用的造纸机都在压榨段配备了挤压带。

在此应用中多股纱是唯一的选择，用适于PU的粘合剂对线绳进行涂层。

具有较高撕裂强度的高模低缩涤纶和特殊涤纶，能够保证挤压带需要的属性（高模，高弹和尺寸稳固性）。

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用于V带的线绳属性

-材质和不同材质的结合

-组织结构（纱线数量，捻度）

-转换进程（硬线绳，软线绳）

-拉伸强度

-伸长（在特定负荷下）

-热收缩率

-热收缩力

-模量

-粘合

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-材质

织物属性

-组织结构（纱线数量，克重）

-拉伸强度

-伸长

-粘合

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用于V带的线绳属性

肯定弹力属性，对于传输功能来讲，是必要的。

即在低持久应变下的一套特定的弹性伸长属性。

同步带是一个特例，因为在无滑动传输下，它具有不同的工作原理。

线绳与橡胶之间的粘合程度和线绳纤维的内部粘接，必需

尽可能的高。

线绳的形状对带的寿命也有影响，线绳必需是圆的。

在低伸长（高模）的情形下，线绳必需具有高收缩力，以补

偿磨损，有负载时的自身张力维持，优化线绳表面（实现高

粘合）。

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剩余张力

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用于纱线的CCVD处置

纳米

线绳

RFL

1100x3

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用于织物的涂层机

-最宽布料门幅：

2米

-橡胶溶液槽

-RFL槽

-橡胶涂层刀

-橡胶重量的精准测量

-溶剂焚烧炉

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结论

在汽车应用领域，胶料的使用，例如EPDM和硅橡胶，都需要新的粘合系统。

必需开发新的表面活化方法和更好的化学粘合剂，用纳米微粒涂层的实验，已被认为是很有前途的。

高模低缩涤纶硬线绳，是汽车皮带领域，标准的强化材料。

T745和T746（高模低缩线绳规格）提供了最佳的动态性能和最小的拉力损失（无需后期维护保养）。

在高性能轮胎和低压安全胎的冠带层和胎体中，线绳的利用，正逐日增高。

混合线绳在SUV和轻型卡车的轮胎方面的利用量，也在快速增长。

用于保护皮带和抗摩擦的布料，决定了皮带的寿命。

EPDM皮带中，与线绳黏结处是至关重要因素，除去这个不讲，布料的磨损也是一个限制属性。

对布料的改进需要更多的关注。

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超级感激您的关注！

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