2胶或热塑性弹性体与骨架材料的复合体。

　　骨架材料对橡胶制品的性能和使用寿命起决定性的作用，从某种总义讲，橡胶制品在结构制造技术和产品仲能方面的进步和新产品的开发都离不开新品种新结构骨架材料的本讲座卞要介绍充气轮胎胶带和胶管等橡胶制品用纤维骨架材料的性能作用制造技术主要是粘合处理技术及国际发展动向等。

　　1纤维骨架材料在橡胶制品中的作用骨架材料在橡胶制品中主要起承受载荷和保持制品尺稳定件的作用，承受栽荷轮胎。股带和胶胥等橡胶制品在使用时都要受到载荷作用。

　　轮胎承受乍辆及所载货物的全部质帚入带承受拉力作用；输送带除受到拉乃作用外。还要受到所载物料的重力作用；胶管则承受由传输介质的压力引起的周向拉力在负压作用时是压缩力的作用。橡胶制品所承受的各种作用力，绝大部分由骨架材料承机保持橡胶制品的尺寸稳定性橡胶是种高弹性和低模量的材料，在外力作用1极易产生形变。要维持橡胶制品固定架材料。

　　橡胶制品的尺寸稳定性不仅与其外观质量有关，更主要的是影响制品的使用性能。如果橡胶制品的尺寸稳定性不好，就会降低其使用性能，使其无法达到*佳工作状态。

　　对轮胎而言，周向变形过大易使轮胎产生平点现象即轮胎在车辆停驶期间，由于仍受车辆及货物的重力作用而使接地部位产生失圆局部变平现象，影响轮胎的行驶平稳性；断面宽过度增大，会使并装轮胎间的间隙变小，不仅不利于散热，严重时会夹带石块，划伤胎侧。

　　胶带的尺寸稳定性是指在使用期间长度的变化。如果长度变化过大，甚至超过了带轮调节范围。将使胶带处于松弛状态。使带降低其动力传动能力并加大主从动带轮的不同步性；使输送带降低输送物料的能力，更为严重的是使胶带在工作期间与带轮相互摩私加速胶带的磨损，降低使用寿命。

　　胶管的尺寸稳定性是指工作期间断面直径径的增人值应控制在定范1内，否则影响胶管的承压能力，进而影响使用寿命；受外压作用研宄设计院高级工程师。主要从事纤维骨架材料的性能研究仅要求胶管管壁有定的厚度，而且离不开骨架材料的支撑作用，以保证胶管在工作期间不根据橡胶制品使用条件和特定工作条件选用不同的骨架材料，对保证橡胶制品具有良好2纤维骨架材料的发展历程21轮胎用纤维骨架材料的发展历程2.1.1充气轮胎的出现导致了对骨架材料的需求竹架材料是随橡胶业的发城和产品的开发而现并逐发展的，1888年英国人登录普发明了充气轮胎，提出了对骨架材料的要求。*初，充气轮胎采用由亚麻纤维织成的平纹帆布作骨架材料，由于亚麻纤维价格昂贵，尽管当时亚麻是强度*高的纤维，似还足被棉纤维，代，使棉帆布成了当时充气轮胎输送带和胶管的唯骨架材料尽管对纤维材料无选择的余地，但织物结构己引起了人们的重视。人们发现，采用平纹帆布作轮胎的骨架材料有定的缺陷。轮胎在使用时，骨架材料不仅受拉仲应力的作叫。还会受到压缩应力及层间剪切应力的作用。层间剪切应力及轮胎受到的重力作用使骨架材料受到周期性的碾压作用，经掉线在结点处互相磨损，使帆布的强度大幅下降。

　　1893年为了解决帆布经纬线结点处相互磨损的叫，1.161.提将经纬线采用线密度相同或相近的棉纱改为经玮线采用线密度差异大的棉股线经线和单股棉纱炜线，形成了轮胎市尔的织物结构特征经线为用股或股棉纱或化纤长丝加捻而成的帘线，密度较高；讳线为单股棉纱，密度较小。

　　经线在轮胎中起增强作用，纬线只是在织造和浸渍热处理及帘布压延时起连接经线以便工艺操作的作用。由于经纬线的线密度相差悬殊，彻底解决了经讳线互相磨损的问。到1910年，轮胎骨架材料用平纹棉帆布己完全由棉帘布替代。

　　就强度性能而言己无法满足轮胎的需求，人们仆始。付戈强度更高的纤维骨架村料。

　　1923年，生产出首批人造丝帘布，当时人造丝的强度约1.8，1933和1936年，美国杜邦公司和册，公司分另开始生产高强度人造丝帘布。到1940年美国和西欧的人造丝帘布的使用遣迅速增火；曰本也于20世纪50年代初期开始用人造丝帘布生产载重轮胎。人造丝帘布摆脱了在整个轮胎骨架材料市场份额+人的困境。

　　由于人造丝增强轮胎胎体的性能和使用寿命较棉帘布轮胎提高了3060，而且杜邦公司于1938年发明了间苯酸甲醛胶乳帘布浸溃体系，诮除了人造丝因其长丝衣面光滑而不彡橡胶粘合的缺陷因此人造丝*初多应用于载重轮胎。而很少用于轿乍轮胎到20世纪50年代中期，在西方各国，人造丝己替代棉纤；成为主要的轮胎，架村料，特别是在轿车原配胎中，人造丝以其优异的综合性能成为**材料。这种情况在美国直持续到20世纪60年代中后期，西欧各主要轮胎公司至今仍以人造丝为高性能轿车轮胎的骨架材2尼龙帘布由于轮胎特别是军用飞机轮胎的性能要求曰益提高，人造丝受到了挑战，只有开发强度更高的纤维材料寸能适应轮胎厅业的需求。

　　1935，1937年，戈对土邦公司发明尼龙66的合成及纺丝技术并于1938年实现了中试规模生产。尼龙66是第种被用作轮胎骨架材料的合成纤维，尽管当时其售价很高，但其间即开始用尼龙66帘布制造军用飞机轮胎。

　　1947年以后，美国又在载重轮胎上开始使用尼龙66帘布，到20世纪50年代后期，尼龙66己完令替代了人造丝，1938年，德国发明了尼龙6的合成及纺丝技术并于1941年实现工业化生产。尼龙6用作轮胎骨架材料始于日本自1958年开始，曰本即能以国产尼龙6帘布尼龙66帘布还需进2.1.2化学纤维的出现为轮胎骨架材料的升级换代提供了保证1人造丝帘布胎用人造丝帘布的60被尼龙帘布替代。到20世纪7，年代日本轮胎用帘布中尼龙帘布近年来，美国杜邦公司开发出了高强度尼龙66.据报道，这种高强度尼龙66的强度比1迎尼龙1015，但报道中没提到合成聚物和纺丝方面的技术关键高强度尼龙66增强斜交轮胎的机床试验结果明，从轮胎中解剖出来的帘线的强力仍比1规格普通龙帘线高79.杜邦公司己在我国青岛和印度开设生产高强度尼龙66工业丝的工厂。

　　聚酯帘布美国于1953年开发成功了聚酯工业长丝，但由于采用原为尼龙或人造丝帘布设计的浸溃处理体系不能使聚酯获得与橡胶的良好粘合，因此，从20世纪50年代中期至60年代中期，诸多轮胎公司都在进行聚酯帘布浸渍技术的研究开发工作。

　　聚酯的玻璃化转变温度高于尼龙，聚酯帘市，轮胎的点现象较龙轮胎轻，因此聚酯帘布可替代人造丝生产轿车替换胎。

　　12年，美国固特异橡胶轮胎公司开始用聚酯帘布生产轿车轮胎。1965年另些主要轮胎制造公司也开始用聚酯制造轿车替换胎，有的汽车制造商甚至把聚酯，强轮胎作为原配胎装配到汽车上。到20世纪70年代初，胎体采用双层聚酯帘布的斜交轿车轮胎几乎完全替代人造丝增强轿车轮胎占据了美国轿车原配胎市场美国的主要轮胎公司也曾尝试过用聚酯帘布制造载重轮胎和越野轮胎等重型轮胎，但由尸聚酯固有的弱点即当温度达到轿车轮胎行驶温度以上时其动态性能较差，而重型轮胎的使叫温度般较轿车轮胎，5.因此这种尝试失败目前比较致的看法是聚酯适用于制造轿车轮胎和轻型载重轮胎，而重型载重斜交轮胎还是使用尼龙较好。

　　20世纪40代，法国米其林公司发明了子午线轮胎，这是轮胎结构的次革命。到20世纪50年代欧洲的主要轮胎制造公司即己工坚固而胎侧更加柔软，这就要求骨架材料应有较高的模量，钢丝帘线就是这期间开发出来的。

　　20世纪60年代，欧洲所有的轮胎公司包括美国在欧洲的轮胎子公司企部从事子午线轮胎的生产。轿车子午线轮胎的胎体采用人造丝，带束层采用人造丝或钢丝，而载重轮胎特别是重型载重轮胎则以全钢丝结构为1.相比之下，美国的轮胎制造商们对子午线轮胎优点的认识慢里到1965年固特异公司向市场首次推出全人造丝轿车子午线轮胎。直到20世纪70年代中期。美国轮胎的子午化率还不高，仍大，生产带束斜交轮胎。这圮美国轮胎骨架材料中聚酯用量直火大高尸人造丝的原因之芳纶帘布美国杜邦公司于20世纪70年代初开发出芳香聚酰胺纤维即芳纶纤维，并采用干湿法液晶纺丝技术生产出这种高强高模纤维，这是合成纤维制造技术上的次突破性的革命。

　　芳纶可以满足轮胎日益苛刻的使用条件对骨架村料的技术要求。芳纶的断裂强度为18 22抓。士模量接近钢丝，但密度只为钢丝的15，具有其它有机合成纤维所不具备的综合优异性能。

　　试验结果明芳纶可替代钢丝用于高档轿车子午线轮胎的带束层及冠带层，也可用于重型载重子午线轮胎的胎体和工程机械斜交轮胎的缓冲层。欧美的轮胎公司甚至将芳纶纤维与树脂粘合材料制成胎圈制造出全纺织品，强轮胎。亦称超轻质试轮胎，使轮胎质量减小。

　　从技术角度讲，芳纶可以用作轮胎任何部件的骨架材料对改善轮胎性能减小轮胎质量及环保节能废胎易于处理等均有益处。

　　据有关资料显小目前欧洲和美轮胎制造业的芳纶帘布年耗用量分别达到6，1和近百吨。

　　芳纶纤维至今不能更大规模应用的主要障碍是其售价还无法被般橡胶制品生产商所接受。但纵观芳纶纤维的发展过程可以看出，降低售价只是个时间问，实际上芳纶目前的价格只相当于开发初期的12.

　　美国自20世纪70年代中期开始大规模生产子午线轮胎。起初，美国的子午线轮胎用纤维竹架材料中人造丝占绝对优势，但随着人们环保意识的加强，人造丝因生产过程中的污染严重，耗用天然资源木材及价格性能强度比高等不利因素而使其产量大幅度下降乃至停止生产。

　　美国是世界上较早停止生产人造丝的国家之，又是*早应用聚酯骨架材料的国家，在聚酯工业长丝生产和聚酯骨架材料浸渍热处理技术方面直处于**水平。美国的纤维制造商直研究改善聚酯纤维的性能，以满足子午线轮胎对骨架材料的要求。

　　人造丝属于热固性纤维，几乎不存在热收缩现象，拉伸变形率也很低，因此人造丝子午线轮胎的尺寸稳定性和均匀性极隹可采用高温硫化工艺进行生产，而且用其生产的高速度级，轮胎在厅驶过秤边转，稳，乘坐舒，忭好。

　　与人造丝相比，采用聚酯作户午线轮胎骨架材料的缺陷卞要现在尺松定性和耐热性方面聚醋纤维足热塑性纤维，热收缩率低厂尼龙而大人高厂人造丝。拉伸变形也远大于人造丝，加之聚酯的耐热性不如人造丝，因此以聚酯为骨架材料的轮胎不宜采用高温硫化且硫化后仍需后充气，聚酯轮胎的胎侧易出现凹陷，影响外观及均分舒适性+如人造丝轮胎，速性能也因轮胎易生热而受到限制。这就是西欧轮胎制造业至今在高速度级别和高性能子午线轮胎仍使用人造丝的原因美国的纤维制造业把工作的重点放在改善聚酯的尺寸稳定件尺卟松记性通常用定负荷伸长牛1下热收缩率的代数和来征这项1作的埋论擎础是1山提出的纤维两相结构理论，认为纤维的性能与微观结构有密不可分的关系，微观结构又与纺丝工艺有定的联系因此可以通过改变纺丝工艺改变纤维的微观结构改善无定形区的取向度及晶区的晶粒尺寸，从而改善聚酯的尺寸稳定性。

　　美国联信公司自20世纪80年代初开始研宄开发尺寸稳定型聚酯纤维的纺丝技木其目标是在保持较高强度的前提下，提高聚酯纤维聚酯纤维的结晶度无定形区的取向度及取向分布与纤维强度有关，无定形区的取向度及取向分布又直接影响纤维的热收缩性能，这两者对纤维微观结构的要求有相互矛盾之处，较为理想的结果是使各项性能之间达到平衡，联信公司将纤维的纺丝速度提高到传统纺丝速度的6倍以上，并对冷却方法牵伸工艺进行调整，使聚酯长丝的微观结构出现了有别于传统聚酯长丝的变化结晶度和模量提热收缩率下降无定形区尺寸变小可使长丝的强度提高和无定形区取向分布变宽可使聚酯长丝的下热收缩率变小。但强度所下降。

　　1986年开发出了第代尺寸稳定型聚酯长丝1父9093，随后相继开发出了以30咽聚酯长丝。

　　1父9093聚酯长丝为尺寸稳定型聚酯，其模量以155即5变形状态下的应力征，下同指数所有性能指数均以普通聚醋长丝的相应指数值为100为105，干热收缩率指数为50.强度指数为98.

　　1父3033为高强度尺寸稳定型聚酯，强度指数超过3，模量指数为125，干热收缩率指数为50，作尺寸稳记型聚酯长丝度*商。

　　1父4043是作为人造丝的替换材料而开发的，强度指数仅为90，而梭试指数却高达155.是制造轿车午线轮胎即直！的骨架材料。

　　尺寸稳定型聚酯的开发成功为轿车子午线轮胎找到了种可替代人造丝的骨架材料。美国的轮胎公司甚至采用尺寸稳定型聚酯制造出了2速度级轮胎。但尺寸稳定型聚酯毕竟还只是在尺寸稳定性个方面较普通聚酯有了改善，它的耐热性仍不如人造丝，当温度高于玻璃化转变温度时，模量大幅度减小，尺寸稳定性变差，强度也下降，而高速度级别轮胎的工作温度在100，以上甚至超过15，均超过聚酯纤维的玻璃化温度。

　　未完厉