輪胎用骨架材料的性能及其與輪胎性能的關(guān)系

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1、輪胎用骨架材料的性能及其與輪胎性能的關(guān)系高稱意（北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計(jì)院■北京100039）摘要:全面介紹了輪胎用纖維骨架材料靜態(tài)、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能,分析了纖維骨架材料的性能與輪胎性能的關(guān)系。矣鍵詞:輪胎;纖維骨架材料;舲態(tài)性能;動(dòng)態(tài)性能;關(guān)系中圖分類號(hào):TQ336.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:E文章編號(hào):100523174（2002）0620067206（接上期）4.2斷裂伸長(zhǎng)率及定負(fù)荷伸長(zhǎng)率這是表征簾線在拉伸力作用下變形行為的便個(gè)指標(biāo)。斷裂伸長(zhǎng)率及定負(fù)荷伸長(zhǎng)率主要決定于纖組材料種類：熱固性纖維的斷裂伸長(zhǎng)率及定負(fù)荷俾長(zhǎng)率低于熱犁性纖維的斷裂伸

2、氏率及泄負(fù)荷伸長(zhǎng)率；剛性分子鏈纖維的斷裂伸長(zhǎng)率及定負(fù)荷伸長(zhǎng)率低于柔性分子鏈纖維的斷裂伸長(zhǎng)率及定負(fù)荷倩長(zhǎng)率。簾線加工工藝參數(shù)：如捻度及加捻工藝、浸漬熱處理?xiàng)l件等對(duì)簾線的斷裂伸長(zhǎng)率及定負(fù)荷伸長(zhǎng)率有影響，此外，簾線加工工藝參數(shù)對(duì)簾線強(qiáng)度亦有影響。4.3初始模量'簾線的初始模量定義為：簾線受到拉伸作托時(shí)，伸長(zhǎng)為原標(biāo)距的1%時(shí)的應(yīng)力，即應(yīng)力?應(yīng)變曲線上原點(diǎn)與1%變形對(duì)應(yīng)點(diǎn)兩點(diǎn)間連線的余率。在國際單位制中，簾線的初始模量以N/te>或cN/dtex為計(jì)量單位。美國材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)旳ASTM中對(duì)芳綸束絲及簾線初始模量的求法卡門做了規(guī)定，仍釆

3、用兩點(diǎn)法，只是兩個(gè)點(diǎn)的選取方法不同于其它纖維。ASTM關(guān)于簾線初始模量的計(jì)算方法如圖34所o10%應(yīng)變量變形除芳綸外其他術(shù)線由圖34可以看出：除芳綸之外，其余纖維簾線的初始模量計(jì)算方法是在簾線應(yīng)力■應(yīng)變曲線上選取起始近直線形的一段（變形1%之內(nèi)），將其延長(zhǎng)，在應(yīng)力■應(yīng)變曲線應(yīng)變軸10%處做該軸的垂線，與前述延長(zhǎng)線相交形成一直角三角形，該交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為伸長(zhǎng)1（）%時(shí)的應(yīng)力，用公式:初始模量=10L/K求出初始模量，式屮L為10%應(yīng)變狀態(tài)下簾線的受力（N）;1<為簾線的線密度（tex）o這樣求出的簾線初始模量單位為N/texo

4、芳綸簾線的初始模量用兩點(diǎn)法求出，在其應(yīng)力-應(yīng)變曲線上取與0.4N/tcx對(duì)應(yīng)的點(diǎn)（圖34上B點(diǎn)），自B向應(yīng)力軸做垂線交于A點(diǎn)，自A點(diǎn)向原點(diǎn)方向取長(zhǎng)度等于5%實(shí)驗(yàn)機(jī)滿量程一段，并再做應(yīng)力軸的垂線，交應(yīng)力■應(yīng)變曲線于C點(diǎn)，連接BC并向兩個(gè)方向延長(zhǎng)交應(yīng)變軸于D點(diǎn)，交滿量程負(fù)荷線于L點(diǎn)，自L點(diǎn)向應(yīng)變軸做垂線，并得垂足E;形成一直角三角形DLE,用公式：初始模量二100L/IK計(jì)算芳綸簾線的初始模量。式屮1為點(diǎn)D、E間的應(yīng)變差（％）;L為試驗(yàn)機(jī)滿量程載荷（N）;K為簾線線密度（tex）o這樣計(jì)算出的簾線初始模量單位為N/tex。日本工

5、業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）屮關(guān)于帝線初始模量計(jì)算方法是這樣規(guī)定的：用兩點(diǎn)法——為原點(diǎn)，另一為應(yīng)力-應(yīng)變曲線上與1%變形對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，以該兩點(diǎn)間連線的斜率為簾線的初始模量°。簾線的初始模量是其抵抗小變形能力的表征參數(shù)。初始模量高表明簾線遭受同樣拉伸力作用比低初始模量簾線變形要小，或欲使簾線產(chǎn)生一定變形，初始模量高的簾線比初始模量低的簾線要施加更大的力。初始模量是簾線（或纖維）尺寸穩(wěn)定性的一個(gè)度量指標(biāo)。簾線的初始模量由纖維材料的強(qiáng)度和變形性能綜合決定，簾線浸漬熱處理工藝參數(shù)-延仲率的大小也對(duì)簾線的初始模量有影響。4.4斷裂功和斷裂比功簾線的斷

6、裂功系指帝線在被拉伸過程屮，外力為拉斷簾線對(duì)簾線所做的功，即簾線在被拉伸至斷裂過程中吸收的能量。簾線的斷裂功在數(shù)值上等于其應(yīng)力?應(yīng)變曲線與橫軸形成的圖形的面積。簾線的斷裂功取決于簾線的強(qiáng)伸性能一強(qiáng)度與變形性能，也與簾線的長(zhǎng)度、線密度成正比。為便于相互比較，引入了斷裂比功的概念,即單位長(zhǎng)度、單位線密度的簾線的斷裂功。斷裂比功單位為J/（m簾線xltcx）（亦可簡(jiǎn)化為N/tex或cN/dtex）o簾線的斷裂功和斷裂比功是其柔韌性的度量參數(shù)，美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)將斷裂比功命名為韌度（toughness），可在一定意義上表征簾線的耐沖擊

7、性能，與輪胎的抗沖擊性能和使用壽命相關(guān)。4.5帝線的吸濕性簾線的吸濕性關(guān)系到簾布?jí)貉淤|(zhì)量，吸濕性大的簾線壓延后成型到輪胎內(nèi)，輕者會(huì)隨輪胎使用時(shí)間的增K造成輪胎脫空，重者會(huì)使輪胎在硫化過程中簾布與輪胎膠料間脫空。簾線吸濕后對(duì)其強(qiáng)仲性能有影響：絕大多數(shù)簾線的強(qiáng)力下降，以人造絲為最甚，濕態(tài)強(qiáng)度只及干態(tài)強(qiáng)度的40%?60%;芳綸的濕態(tài)強(qiáng)度達(dá)干態(tài)強(qiáng)度的80%以上；錦綸和維尼綸的濕態(tài)強(qiáng)度可達(dá)干態(tài)強(qiáng)度的80%?90%;聚酯簾線強(qiáng)力不受吸濕性的影響（斷伸亦然）；只有棉纖維的濕態(tài)強(qiáng)度可達(dá)干態(tài)強(qiáng)度的110%?13（）%。吸濕性對(duì)簾線斷裂伸長(zhǎng)率的

8、影響是：除聚酯和芳綸外，其余品種帝線濕態(tài)下的斷裂仲長(zhǎng)率無一例外地高于干態(tài)斷伸，提高幅度為：維尼綸稍有提高，錦綸66>1（）%,錦綸6>20%o簾線的吸濕性與纖維材料的種類有關(guān)，也和環(huán)境的溫度及濕度有很大關(guān)系，通常用在標(biāo)準(zhǔn)大氣狀況（溫度20±2°C、相對(duì)濕度62%?68%）的平衡吸濕性來比較