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什么是短纤维

2012/04/25 10:24
导读: 短纤维应该有适宜的长径比(长径比为120时性能最好,低于100时性能不好),与橡胶基质应有很高的粘合力和足够的屈挠性,且加工时不易断裂。作为橡胶补强材料的短纤维甚多, 可分为纤维素纤

  短纤维应该有适宜的长径比(长径比为120时性能最好,低于100时性能不好),与橡胶基质应有很高的粘合力和足够的屈挠性,且加工时不易断裂。作为橡胶补强材料的短纤维甚多, 可分为纤维素纤维,合成纤维、无机纤维等三大类。纤维素纤维表面含有羟基与细小的原纤维,所以化学性质活泼,易与橡胶基质粘合,是一类很好的补强短纤维。合成纤维表面光滑, 缺乏反应活性, 粘合性差, 因此使用前最好进行浸渍处理。无机纤维呈脆性,加工时易断裂,会降低补强效果。另外,各种纤维材料的废弃物都是橡胶的潜在补强材料,如黄麻短纤维、废茧丝纤维、甘蔗渣等。据报道,这些废弃纤维材料都已成功地应用于橡胶制品的生产中,这无疑是废物利用的一条新途径。

  常用的合成短纤维有尼龙、聚酯、芳纶、玻璃纤维等。各类纤维的优缺点如下:

  1、尼龙

  尼龙的优点是强力高、耐热、耐疲劳; 缺点是弹性模数低而促使纤维伸长,不耐光氧化,纤维表面光滑,不利于与其它聚合物的粘合。

  2、聚酯

  近年来,聚酯纤维在国内外获得了较广泛的应用,这种纤维的动态模量、弹性模数和高温性能均比尼龙纤维好,其缺点是呈化学惰性、表面光滑,因此与其它聚合物难以粘合。

  3、芳族聚酰胺(芳纶)纤维

  这种纤维的拉伸强度约是聚酰胺和聚酯纤维的3倍,弹性模数则比聚酰胺高约10倍以上,其比强度和比模数远比其它所有补强纤维高,但这种纤维价格高,产量小。

  据报道,在轮胎中添加1~ 3份芳纶短纤维可大大提高轮胎的性能, 特别是能延长轮胎的磨耗寿命。目前轮胎公司正在进行研发工作,成吨而不是成公斤地试用这种短纤维。据介绍, 在载重轮胎胎面胶中加入1~3份芳纶短纤维可以大大提高耐切割和抗崩花掉块性能,并对滞后和生热产生显著影响。轮胎试验结果表明,耐久性能提高18%~ 20%,生热量减少1%,在不同速度下滚动阻力降低10%~25% ,从而减少了油耗。

  4、玻璃纤维

  采用这种纤维可以得到很高的初始长径比,但这类纤维很脆, 在加工过程中很容易断裂, 因而长径比会急剧降低, 补强效果也就很差, 另外其表面缺乏反应性, 因此很难达到与基质的良好粘合。

  5、纤维素纤维

  这种纤维是一种高长径比的短纤维, 其纤维长度短(平均长度1. 5mm) ,且呈带状结构,故屈挠性能好,在加工过程中不断裂, 具有较高的粘合强度。这种纤维经过预处理,在橡胶中分散良好,并提高了纤维和橡胶间的粘合性能。

  6、芳纶短纤维浆粕

  在工程轮胎胎面胶料中添加对位芳纶短纤维浆粕可延长轮胎的工作寿命。通过调节胶料配方中炭黑用量和芳纶短纤维浆粕添加量能在胶料硬度不发生显著提高的前提下改善其耐撕裂性, 获得较高的模量。

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