轿车子午线轮胎用帘线品种及其性能
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轿车子午线轮胎用帘线品种及其性能(读书摘要)
一、陈耀华、刘波等,《轮胎用锦纶66和锦纶6浸胶帘子布的性能及经济分析》,《中国橡胶》
2005.13
斜交轮胎用骨架材料主要以锦纶66和锦纶6浸胶帘子布为
主。1、两种帘子布的性能特点
1)、两种纤维的基本性能对比
锦纶66和锦纶6同属脂肪族聚酰胺。锦纶6是由已内酰胺自聚而成,分子结构式为:[NH(CH2)5CO]n锦纶66是由已二胺缩聚而成,分子式为:[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]n。锦纶
66分子中的酰胺基团形成氢键,有较强的次价力,拉伸后结晶度高,其软化点(235℃)、熔点(265℃)、抗张强度(70kN/cm)和模量(500kN/cm)都比锦纶6高,而伸长率(<20
%)比锦纶6低。两种纤维的基本性能见表1:
表1、锦纶66和锦纶6纤维的基本性能项目
锦纶6 锦纶66
断裂强度(干态)/N•tex-10.84 0.84
回弹性/%98(延伸3%)100(延伸4%)
初始模量/N•tex-1 4.4 5.1
回潮率(20℃,相对湿度65%)/% 5.0 4.5
软化点/℃60-194 30-235
熔点/℃215-220 250-265
2)、两种帘子布的应用
a、耐热性:
锦纶66的分子由于氢键的存在和高结晶度,使其与锦纶6相比有更好的耐热性,
具体表现在熔点高、受热状态下强力保持率高等方面。160℃时锦纶6帘线强力有下
降趋势,170℃时大幅下降;而锦纶66帘线在180℃时才略有下降(图略)。
目前轮胎生产厂家轮胎硫化温度一般在160~180℃。在此温度下,轮胎胎体帘线会出现强力下降现象(图略)。轮胎硫化后不经冷却马上从模型中取出时在160℃
以上的硫化温度条件下,锦纶6帘子布强力会下降,而锦纶66在180℃也不会出现该
现象。这是帘子布在高温状态下急剧热收缩时,造成纤维结构变化从而导致硫化后
强力下降的结果(我认为是高温下高分子热运动使帘线收缩,破坏了结晶)。
b、两种帘子布的尺寸稳定性
影响帘子布尺寸稳定性的要素首推吸湿收缩和热收缩。
轮胎制造或使用过程中,帘子布若受热出现大的尺寸变化,必将使轮胎的均匀度及寿命产生负效应,热收缩特性一般由干热收缩率来表征。
锦纶66因其优秀的耐热性而可以在较高温度下进行浸胶热处理,这使锦纶66的热定型效果明显,热收缩率低,尺寸稳定性好。而锦纶6则达不到这种热定型效果。
所以用锦纶6进行轮胎结构设计时,考虑锦纶6的热收缩大,假定伸张值要相对小一
些,硫化后必须及时进行后充气,后充气压力要适当。
其次,影响帘子布尺寸稳定性的是帘线的蠕变性,锦纶66因结晶度高,刚性大而蠕变小,故尺寸稳定性较好。
2、性能特点对轮胎制造、使用的影响
锦纶66纤维的动态粘弹行为优于锦纶6纤维。锦纶6的滞后损失峰值出现时的温度比锦纶66的低10℃,且在此温度下的生热也稍高于锦纶66。表明锦纶66的耐热性
及在动态受力状态下的生热(滞后性)均稍优于锦纶6。锦纶66模量高、蠕变小、干
收缩率低、回弹性好的特性使轮胎更具有使用中尺寸稳定性好、均匀性好、耐磨、
滚动阻力低、操纵性好、行驶生热低、节能的性能特点。锦纶6纤维的抗冲击性能和
耐屈挠疲劳性能优于锦纶66。使用锦纶6帘子布做的胎体骨架材料尽管其帘线断裂伸
长率大,但轮胎压穿进压头的行程与锦纶66轮胎相比并不大,且因断裂强力低于锦
纶66 ,故其胎体强度小于锦纶66轮胎,压穿破坏能也较低。
3、工艺性能对比
由于锦纶6的回潮率较大,吸潮收缩也较大,故锦纶6压延时常常出现“出兜”
现象。故压延时要充分开燥,压延速度不要高于25m/min。
同样的原因,压延好的胶帘布停放超过24小时后,易出现两边紧、中间松现象,停放时间越长,天气越潮湿,出兜越严重。所以压延后的胶帘布停放时间最好不要
超过48小时。
4、经济性对比
六家锦纶6生产厂家五种帘子布的比重与神马同规格对比如下:
厂家840D/2V3 1260D/2V1 1260D/2V2 1680D/2V1 1680D/2V2
6厂平均132 310 233 362 307
神马公司123 298 218 345 270
二、赵冬梅,《DSP聚酯和锦纶66帘线在子午线轮胎中的应用》,《轮胎工业》2006.4
目前轮胎胎体基本用聚酯、人造丝和锦纶。国外轿车子午线轮胎胎体骨架材料采用聚酯帘线的范围在扩大,除日本、美国外,欧洲的轮胎公司也普遍采用,产品包括V或W速度级
的高档次和高性能替换轮胎;对于一些速度级别较高(如Z级)或高档车配套轮胎,欧洲仍
采用人造丝帘线,日本和美国的一些轮胎厂也采用人造丝帘线。轻载子午线轮胎胎体除个
别公司外,几乎全部采用聚酯帘线[1,7]。
聚酷帘线,特别是高模量、低收缩的聚酷帘线,尺寸稳定,可减少轮胎变形,故适合于路面状况较好、速度较快的轿车子午胎,以及不超载行驶的轻载子午胎和微型车子午胎。
近几年,轿车子午胎、轻载子午胎和微型车子午胎的产量增长很快。DSP聚酯帘线,具有模量高,尺寸稳定性好,耐候性好,吸湿性低,湿/干强度比高。使用DSP聚酯帘线作为胎体
的轮胎,尺寸稳定性好,均匀性好,操纵稳定性好,耐磨耗,减少平点现象。其缺点是轮胎高频率变形时升热大,在高温下易产生胺解,在110℃~140℃温度范围内损耗因子及升热速率出现峰值,而且应变越大,出现峰值的温度越低,此时导致轮胎急剧升热,直至脱层损坏。因此聚酯帘线一般用在V速度级以下的轿车和轻载子午线轮胎中。
尼龙帘线主要有尼龙6和尼龙66,因其具有韧度高、耐疲劳性能好、与橡胶粘合牢等优点而被大量应用于斜交结构的载重轮胎、轻载轮胎、农业轮胎和工程工业轮胎。锦纶66帘线,具有强度高,弹性好,耐冲击性能好,耐疲劳性能好,弯曲刚度低,相对密度小(尼龙1.14g/cm3,聚酯1.38 g/cm3),吸湿率低,湿强度高等优点。主要缺点是热稳定性差,热
收缩率大导致尺寸稳定性差,轮胎在行驶后停放会产生“平点”。我国神马集团研制出的改性锦纶66,解决了帘线尺寸稳定性和轮胎“平点”问题,并具有断裂强力高,耐疲劳和耐冲击性能好,粘合性能好,加工性能好等优点[8],完全能满足轿车和轻载子午线轮胎的性能