各種纖維的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1棉纖維:纖維素纖維的一種,比較短(10~15mm簾線的強(qiáng)度主要靠纖維之間的捻合在一起的摩擦力作用,所以棉簾線的強(qiáng)度只有其纖維強(qiáng)度的55%~58%由于其化學(xué)組成為纖維素,纖維素外表含有大量的-OH帶有極性,具有比較高的化學(xué)反應(yīng)性,表外表活性高,且表面粗糙,外表有許多絨毛和纖維素末端。動(dòng)態(tài)疲勞情況下,棉簾線的纖維之間會(huì)逐漸松動(dòng)散開(kāi),不只降低捻合作用和簾線的強(qiáng)度,而且由于摩擦生熱會(huì)進(jìn)一步降低簾線的強(qiáng)度。所以棉簾線的動(dòng)態(tài)疲勞強(qiáng)度比人造絲連線要低7~12倍。
2人造絲:纖維長(zhǎng),簾線的強(qiáng)度主要由纖維的強(qiáng)度來(lái)決定,器強(qiáng)度為纖維強(qiáng)度的72%人造絲纖維外表比較光滑,纖維端頭少,含有適量的-OH化學(xué)活性比較低,與橡膠的粘合效果不及棉纖維。
3尼龍纖維:聚酰胺纖維,含有基團(tuán);外表光滑,端頭少,末端含有少量的-OH-COOH與橡膠之間的粘合比人造絲難。尼龍纖維的強(qiáng)度高,耐疲勞性好,但熱收縮變形大,使用前要進(jìn)行熱伸張?zhí)幚怼?/p>
4聚酯纖維:纖維外表非常光滑,含基團(tuán),活性低,外表上是由在分子量末端含有少量的-OH外表具有疏水性,與橡膠之間的粘合非常困難,需要對(duì)纖維進(jìn)行特殊處置。聚酯纖維的扯斷強(qiáng)度高,定負(fù)荷伸長(zhǎng)率小,變形小,耐沖擊性能和耐熱性好,吸水性低,但易胺解、水解,耐光性差,生熱高。
5芳綸纖維:芳香族聚酰胺纖維,其酰胺鍵的85%以上與兩個(gè)芳香族基直接結(jié)合。 雖然酰胺鍵有一定的活性,單被苯環(huán)屏蔽,所以反應(yīng)活性很低,外表非常光滑,與橡膠的粘合非常困難。但芳綸纖維的輕度是同直徑鋼絲的6~7倍,耐疲勞性比鋼絲好很多,尺寸穩(wěn)定性好,滯后小。與橡膠的親和性優(yōu)于鋼絲,可代替鋼絲在輪胎中的應(yīng)用,其應(yīng)用效果取決于芳綸纖維與橡膠的粘合效果。
二、橡膠與纖維的粘合原理1纖維的外表性質(zhì):
①多孔性。由纖維捻成的簾線或織成的布,有許多縫隙;
②極性。各種纖維外表均含有極性基團(tuán),具有極性;
③吸附性。和其他固體一樣,纖維外表也有一定的吸附性;
④化學(xué)吸附性。有些纖維,如棉纖維、人造絲、尼龍纖維外表含有較多的可反應(yīng)基團(tuán),尤其是棉纖維,如-OH-COOH 有些纖維,如聚氨酯纖維,芳綸纖維,含有極少數(shù)的-OH或-COOH 雖然具有一定的化學(xué)反應(yīng)性,但被苯環(huán)屏蔽,化學(xué)反應(yīng)性很低,化學(xué)惰性外表。玻璃纖維外表由-Si-O-,-Si-OH等基團(tuán),具有一定的化學(xué)反應(yīng)性。
2橡膠與纖維的粘合原理
橡膠與纖維之間的粘合作用主要表示為以下幾種:
1機(jī)械粘合。橡膠向纖維的縫隙中擴(kuò)散和滲透,形成釘合、錨合、嵌合。樹(shù)根固定等機(jī)械作用。這是橡膠與纖維的=粘合的主要作用之一。由于固體橡膠的粘合度較高,流動(dòng)性較差,橡膠向纖維縫隙中國(guó)擴(kuò)散和滲透作用不是很充分,縫隙中還存在有部分空氣,形成相界面層,所以直接用橡膠與纖維粘合,效果并不理想。
2物理粘合。由于許多纖維外表帶有極性,并含有-OH-COOH-NH-等基團(tuán)。當(dāng)橡膠與纖維外表充分接近時(shí),有較強(qiáng)的物理吸附作用,橡膠中含有-OH含氧基團(tuán),含氮基團(tuán)等還可與纖維表面的-OH-COOH-Si-OH形成氫鍵,進(jìn)一步增加哦吸附性。但由于聚酯,芳綸纖維表面的-OH-COOH數(shù)量極少,極性基團(tuán)被苯環(huán)屏蔽,橡膠中的極性分子很難與其發(fā)揮作用,所以橡膠與聚酯,芳綸纖維粘合時(shí),物理粘合作用較弱。對(duì)棉纖維、人造絲、尼龍纖維,玻璃纖維,物理粘合作用較強(qiáng),成為粘合作用力之一。
3化學(xué)粘合。對(duì)橡膠與棉纖維,人造絲纖維、尼龍來(lái)說(shuō),由于外表具有一定的化學(xué)反應(yīng)(-OH-COOH較容易與橡膠中的配合劑或橡膠分子鏈發(fā)生化學(xué)作用,形成化學(xué)鍵,容易突現(xiàn)牢固而持久的粘合。所以橡膠與棉纖維、人造絲、尼龍纖維較容易突現(xiàn)牢固的粘合。玻璃纖維外表的Si-OSi基團(tuán)可以被空氣中的水蒸氣水解成-Si-OH-Si-OH具有與醇-OH類似的化學(xué)反應(yīng)性,所以也具有較高的化學(xué)反應(yīng)性,用偶聯(lián)劑來(lái)處置玻璃纖維外表,就可以突現(xiàn)偶聯(lián)劑分子與玻璃纖維外表的-OH反應(yīng)。偶聯(lián)劑分子還與橡膠分子反應(yīng)。因而可以突現(xiàn)橡膠與玻璃纖維布之間牢固的粘合。舉止和芳綸纖維由于外表化學(xué)反應(yīng)性很低,除了末端的-OH可發(fā)生極少的化學(xué)作用,其他地方均不與橡膠發(fā)生化學(xué)作用。所以橡膠直接與聚酯、芳綸纖維粘合,幾乎沒(méi)有化學(xué)粘合,因此粘合效果很差。為了改善橡膠與聚酯、芳綸纖維之間粘合性,必需對(duì)聚酯和芳綸纖維進(jìn)行外表改性處理,如浸帶有多種反應(yīng)基團(tuán)的浸膠液,等離子體處置,γ-射線處置,超聲波處理等,使其外表帶有可反應(yīng)的基團(tuán)。然后再與橡膠粘合。因此,橡膠與各種纖維之間要突現(xiàn)牢固粘合,主要還是依靠化學(xué)粘合。
為了增強(qiáng)橡膠與纖維之間的機(jī)械粘合、物理粘合與化學(xué)粘合作用,需要對(duì)各種纖維進(jìn)行浸膠或涂膠處理,并在膠料添加一些可與浸膠纖維表面的基團(tuán)能反應(yīng)的物質(zhì),提高粘合效果。
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