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聚酯钢化棕丝在V带中的应用.doc
聚酯钢化棕丝在V带中的应用
李晓峰1,2 ,李培军1
青岛科技大学高分子科学与工程学院 2.杭州中策橡胶有限公司
摘要:对比研究聚酯线绳与聚酯钢化棕丝的性能及其在V带中的应用。结果表明:与聚酯线绳相比,聚酯钢化棕丝的直径、断裂强力、断裂伸长率和定负荷伸长率均较小,与天然橡胶间的粘合强度较大,高温下的干热收缩率较大;与成品聚酯线绳V带相比,聚酯钢化棕丝V带的整根拉伸强度和参考力伸长率较小,线绳拔脱强度较大,疲劳寿命延长,经济效益提高。
关键词:聚酯钢化棕丝;聚酯线绳;V带
我国“七五”期间曾提出V带线绳化、聚酯化的要求,但直到20世纪90年代中期聚酯线绳才得到广泛应用。聚酯线绳的应用大大提高了V带的实用性能和寿命。
聚酯线绳存在高温收缩率大、动态生热高、易松弛等缺点。聚酯钢化棕丝是目前新开发的一种橡胶骨架材料。与传统聚酯软绳、硬绳、芳纶等骨架材料纤维绳相比,聚酯钢化棕丝为整体实芯无捻结构,该结构骨架材料具有刚性大、与橡胶粘合好等优点。聚酯钢化棕丝充分体现了聚酯材料耐疲劳性能较好的特点,采用该骨架材料生产的橡胶传动带具有受力均匀、不剪切、不松散、不跑长、耐屈挠、粘合强度高等优点,大幅提高了V带的使用寿命。聚酯钢化棕丝骨架材料已广泛应用于传动带、中小型输送带、环形输送带领域,在胶管、轮胎领域的应用也已进入试验阶段。
本工作主要研究国内近期开发的聚酯钢化棕丝的性能及其在V带中的应用,并与聚酯线绳进行对比。
实验
主要原材料
Φ1.0聚酯钢化棕丝,威海天乘华轮特种带芯有限公司;1100dtex/3×3聚酯线绳和1100dtex/5×3聚酯线绳,吴江富达工业线绳有限公司产品。
主要设备和仪器
XK-160型两棍开炼机,上海橡胶机械一厂产品;XLB-25T平板硫化机,青岛亚东橡机集团有限公司产品;CMT-6104型微机控制电子万能试验机,深圳市新三思材料检测有限公司产品。
测试分析
聚酯线绳和聚酯钢化棕丝的物理性能按HG/T2821-2008《V带和多楔带用浸胶聚酯线绳》进行测试;V带的物理性能按GB/T 1171-2006《普通V带疲劳试验方法无扭矩法》进行测试。
结果与讨论
聚酯钢化棕丝的性能
2.1.1物理性能
1100dtex/3×3、1100dtex/5×3聚酯线绳和聚酯钢化棕丝的物理性能如表1所示。从表1可以看出,与1100dtex/3×3聚酯线绳相比,聚酯钢化棕丝的直径、单位质量、断裂强力、断裂伸长率和定负荷伸长率均较小。
项目 聚酯线绳1100dtex 聚酯钢化棕丝 3×3 5×3 直径/mm
单位质量/(g·m-1)
断裂强力/N
断裂伸长率/%
定负荷伸长率/% 1.20
1.08
684
11.2
2.61) 1.55
1.86
1080
11.9
2.82) 1.00
1.00
587
10.5
2.51) 表1 100dtex/3×3、1100dtex/5×3聚酯线绳和聚酯钢化棕丝的物理性能
注:1)和2)负荷分别为200和300N
2.1.2粘合性能
100dtex/3×3、1100dtex/5×3聚酯线绳和聚酯钢化棕丝与天然橡胶(NR)间的粘合强度分别为34.7,38.0和45.4KN·M-1。可以看出,聚酯钢化棕丝与NR胶料的粘合强度明显高于其他两种聚酯线绳。
2.1.3 干热收缩性能
1100dtex/3×3、1100dtex/5×3聚酯线绳和聚酯钢化棕丝的干热收缩率如图1所示。
从图1可以看出,与聚酯线绳相比,聚酯钢化棕丝在高温下具有较大的干热收缩率。按1100dtex/3×3和1100dtex/5×3聚酯线绳干热收缩率测试的预加砝码对聚酯钢化棕丝进行两次实验,由于聚酯钢化棕丝具有一定刚性,两次实验结果相差不大。实验中发现聚酯钢化棕丝在低温时较硬,预加的砝码无法将其拉直,因此实验数据显示其在高温时干热收缩率较大,与实际生产情况相反。因此,对聚酯钢化棕丝干热收缩率测试时预加力的大小需要进一步研究。
生产工艺
与聚酯线绳相比,具有整体实芯结构的聚酯钢化棕丝具有一定的刚性,需对现有工艺进行调整。①缠绕工序:在适当张力条件下进行缠绕排线时,起始和结束时采用胶条(3~4处)固定容易散件;对缠绕长度要求较普通聚酯线绳严格,实验发现缠绕长度偏大(超过5mm),在硫化时带体有一处鼓起。②贴胶工序:经过多次试验,在贴上下缓冲胶时,采用先在线绳内部贴上厚缓冲胶的方法,无需翻面直接在外面贴上波缓冲胶。③切割工序:逐条切割时,由于聚酯钢化棕丝较硬,切好的棕丝容易从边上弹出,经过反复试验,发现采用新设计的一次性切割法较好。
成品性能
分别采用1100dtex/5×3聚酯线绳和聚酯钢化棕丝生产普通B型V带,根据普通B型V带的宽度,每条V带需使用7根1100dtex/5×3聚酯线绳或10根聚酯钢化棕丝
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