橡膠制品用骨架材料——紡織纖維的主要性能參數及用途(2-2)
主要纖維及其性能：
1.棉纖維 棉纖維在橡膠工業中的用量曾占主要地位，但目前它僅占纖維總用量的5%左右。棉纖維的強度較低，但延伸度、耐疲勞性及耐熱性等較好，而且與橡膠的粘合比合成纖維容易，因此作為一種常見材料用于特殊用途。
棉纖維是一種天然纖維，其性能依產地而異，此外，在青黃不接時期存在著質量多少下降的問題，因此要注意其強度。棉纖維用作汽車輪胎簾線現已很少，多用作膠帶及膠管等的骨架材料。此外，還用于布面鞋、聚乙烯基布的涼鞋、化學鞋，以及皮包和雨具等膠布制品。
2.粘膠纖維 也稱人造絲，使用繼棉纖維之后，曾作為橡膠工業用纖維獨占鰲頭，但因其成本、強度及耐疲勞性等均處劣勢，所以它的地位正在被尼龍代替。但是，由于子午線輪胎的普及和人造絲尺寸穩定性的提高，人造絲被其它纖維取代的期限得以延長，歐洲依然將其作為輪胎簾線的主要材料。日本的木材資源比較缺乏，人造絲供給不足，因此成本高。再有，其重視質量莫過于重視公害，所以不得不迅速轉向聚酯纖維。
人造絲的歷史已久，此間對其進行過許多技術改進。因此，現在的三超人造絲簾線的強度為普通人造絲的1.2～1.3倍；耐疲勞性為普通人造絲1.3～1.4倍。超高模數人造絲簾線是為子午線輪胎開發的，其特性是強度高、延伸率小、結晶性大。人造絲的缺點是耐水性差，在潮濕季節吸收空氣中水分后強度降低，延伸率增大。人造絲被水完全淋濕時，其強度降低顯著，因此，即使部分浸入水的也不可使用。
3.聚酰胺纖維 也稱尼龍或錦綸，它的強度、韌性及疲勞性優異，價格也較便宜。因此，作為橡膠工業用纖維它的消耗量最大，約占總消耗量的60%。特別在輪胎方面，人造絲的用量從1950年下半年開始大量使用，到1965年就居首位。
當前尼龍在輪胎方面發展的原因大概還是強度問題。尼龍的強度約為人造絲的3倍，而且相對密度小，因此，纖維用量少也可獲得較強的結構體。另外，尼龍耐疲勞、耐沖擊性能優異，但缺乏耐熱性和尺寸穩定性。關于尼龍的耐熱性，通過添加有效的抗熱老化劑可以大大改善，但尺寸穩定性卻沒有改善。為防止輪胎在行駛中膨脹，對尼龍簾線進行熱伸張是必須的；為了消除熱收縮現象，輪胎硫化后充氣工序是不可缺的。這些工序對人造絲來說都是不必要的，因為它會增加輪胎的生產成本，但對尼龍輪胎來說，它的利益遠比付出的代價高。尼龍不能用于子午胎的緩沖層和V帶等，其原因就是尼龍的尺寸穩定性差。
用于橡膠工業的尼龍品種有尼龍6和尼龍66，日本主要用尼龍6，而歐美主要用尼龍66。但是，尼龍66的熱特性優于尼龍6。因此，近年來日本也重視發展尼龍66。
4.聚酯纖維 也稱滌綸聚酯，是橡膠工業部門使用的主要纖維之一。聚酯的尺寸穩定性優于尼龍，而且用于輪胎時不出現偏平點，它是作為輪胎簾線而出現的。聚酯的耐熱、耐水性等也很優異，因此它還用于V帶、輸送帶及膠管類產品。
聚酯的缺點是，它與橡膠的粘合比人造絲和尼龍等都要困難，目前仍然在研究改善。此外，橡膠中的聚酯纖維在某種條件下會出現水解和加胺分解，結果造成簾線老化，使強度降低，而降低程度依硫化促進劑和防老劑差異很大，因此要注意。
5.聚乙烯醇纖維 也稱維尼龍或維綸，它以帆布為主廣泛用于工業部門。作為橡膠制品用織物，具有人造絲和尼龍中間性能的長纖維維尼綸多用于輸送帶帆布的經線，而其短纖維多用于膠管。
維尼綸的耐候性、耐腐蝕性優異，作為橡膠制品用布，其伸長率也比較適宜，而且容易與橡膠粘合。但是，維尼綸受熱含水時性能變差。因此，用大分散系粘合劑對其進行處理時，要注意質量因干燥條件不同而極大降低。此外，維尼綸耐磨性很好，可用于運動鞋及其它鞋的鞋面。
6.聚芳基酰胺 聚芳基酰胺纖維的強力和彈性都很高，杜邦公司的Kelvar是其代表。聚芳基酰胺纖維的強度為2.8GPa，初始模數為61GPa，與鋼絲的2.3GPa、200GPa和聚酯的1GPa、20GPa等相比較，其性能應說是劃時期性的。
聚芳基酰胺纖維的耐熱性極為優異，熱收縮也比較小，耐屈撓、耐沖擊性也很優秀，適用于子午線輪胎和帶束斜交輪胎的緩沖層、簾布層。聚芳基酰胺纖維的價格較高，但與鋼絲簾線競爭還是一種可取的素材。
7.鋼絲 這是將高碳鋼拉拔為約0.1～0.4mm粗的單絲，再經捻合成股的材料。鋼絲的特點是強度大、延伸率和變形小，耐熱性優異，因此多用于汽車輪胎、膠帶和膠管。
誕生于歐洲的鋼絲子午線輪胎，是與伴隨高速公路網的完備、汽車性能的提高而要求高操縱性和經濟性相配合的。這種輪胎的需求量在日本和美國均在不斷增加。但是，鋼絲子午線輪胎還有許多缺點，即重量大、生產管理困難、不耐壞路面、乘坐舒適性差及廢胎翻新困難等。
今后，預計鋼絲會與上述的聚芳基酰胺纖維競爭，但作為具有獨特性能的鋼絲簾線素材大概會確保它的地位。
8.碳纖維 碳纖維是有機纖維經碳化而得的纖維狀碳。碳纖維具有極高的彈性模量，近年來多用于制作高爾夫球桿、釣魚竿及航空部件等纖維增強塑料（FRP)制品。
碳纖維在橡膠工業中幾乎還沒有實際使用，但今后它將用于要求低伸長和高尺寸穩定性的膠帶、耐熱性膠帶、導電性膠帶等帶類制品。
9.玻璃纖維 玻璃纖維是直徑5～9μm的細玻璃絲。其強度高，耐熱、耐水、耐化學藥品性優異。該纖維的特點是動態屈撓性和耐磨性差。玻璃纖維可用于子午線輪胎及帶束斜交輪胎的緩沖層。此外，玻璃纖維的延伸度很小，尺寸穩定性優異，外力反復作用不產生滯后現象，因此也部分地用于V帶、同步傳動帶。
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