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补强织物对子午胎性能的影响

补强织物对子午胎性能的影响 2011年12月04日 来源： 补强织物在客车轮胎的性能中起着显著的作用。补强织物的属性强烈地影响控制客车轮胎性能的各种轮胎特性。这些特性是：尺寸稳定性、均匀一致性、滚动损失和耐久性等。 补强织物特性对-客车轮胎的性能和制造过程有着显著的影响。轮胎特性/轮胎制造过程和补强织物特性的联系如表1所示：

◆尺寸稳定性 轮胎的稳定性是指对变形的抵抗力。轮胎在较高的速度和升温的情况下很容易变形。这是影响轮胎性能的最重要的轮胎特性。客车轮胎被设计的运行速度为180km/hr或以上，因此，轮胎在一致性能的操作条件范围中总是需要尺寸稳定性。 尺寸稳定性低时常产生一种轮胎的“无偏差灵敏点”。轮胎的无偏差灵敏点的机制被描述为：长期运行后客车轮胎停止移动，而内胎温度可以升温至110℃。轮胎的胎印部位被强化了的帘线在低压下变得比轮胎其它部位更冷。由于该帘线部位和其它部位相比较而出现的收缩性的不同会导致轮胎胎印部位的形变。当轮胎又开始移动时，这个移动就会变成一个颠簸的移动。在高速运行的客车轮胎里，这种不一致性会最终导致使用的失败。 如上所述，补强织物特性在轮胎的尺寸稳定性上有一个重要的作用。影响补强织物轮胎的尺寸稳定性的两个重要的特性是：起始模量和热收缩。补强轮胎高的起始模量和低的热收缩性能可提供轮胎更好的尺寸稳定性。 ◆起始模量 补强织物的起始模量可以由张力测试产生的应力应变曲线中初始部位的斜率得到。具有高起始模量的补强织物在应力下会被拉伸到一个较低的程度，因而可提供更好的轮胎尺寸稳定性。 在使用条件下，轮胎的形变通常在5％-8％之间变化。因此，补强织物的起始模量在轮胎的尺寸稳定性上起着最重要的作用。 不同补强织物的应力应变曲线表明：尼龙6和尼龙66这两者都有强度较高的优点，但是，它们都有一个缺点-起始模量低。 人造纤维在起始模量方面是第一的。不同补强织物起始模量按降序排列为：人造纤维>聚酯>尼龙66>尼龙6。空间稳定的聚酯（DSP）比尼龙6和尼龙66有较大的起始模量，但是比人造纤维要低。已经出现一系列的发展措施来增加聚酯的起始模量和降低其收缩性。 维持相同的坚韧性和刚性，DSP的起始模量比标准的聚酯高1.5倍。DSP的收缩性是标准聚酯的一半。事实上，DSP可以特制，用来满足高速客车轮胎的需要。 ◆收缩性 受热时补强织物具有收缩的特性，这是释放聚合物分子内部应力的结果。这是由在制造补强织物的过程中在纱线阶段（旋转）所引起的。 由于在基础聚合物分子和纱线的形态之间的不同，在加热的情况下不同性质的帘线收缩到不同的程度，即：人造纤维聚酯>尼龙6>尼龙66。◆补强织物的消费趋势 对轮胎的应用来说，图4表示了不同补强织物的消费趋势。趋势最显著的部分是：

图4：不同补强纤维在轮胎应用中的消费情况

人造纤维的使用主要是由西欧所控制。它主要是在高速的客车轮胎中消耗。 尼龙6和尼龙66大多应用在卡车轮胎里。相当大的数量也消耗在轮胎的胎体层材料（LCV和客车）里。轮胎的顶板层主要是由尼龙66和尼龙6做成的。 在印度，由于客车轮胎的革命，聚酯在过去的30年内得到了快速发展。在客车轮胎部分，目前，子午线轮胎占整个市场的75%，这在接下来的3年内有可能达到85%。聚酯是客车子午线轮胎胎体层中最主要补强材料。只有少数制造商在胎体层中用尼龙6。在印度，尼龙6主要应用在客车子午线轮胎的胎体层中。 ◆结论 每一种补强织物都有它自己的积极和消极作用，决不可能得到一种在所有方面都具有最好性能的补强织物。 在四种不同类型的补强织物中，已出现有两种广泛类型。第一类是由具有优越的尺寸稳定性、一致性和滚动损失特性的人造纤维和聚酯组成的。这些是高速客车子午线轮胎性能最关键的特性。第二类是由比人造纤维和聚酯具有优越的压力和疲劳特性的尼龙6和尼龙66组成的。然而，聚酯和人造纤维所拥有的属性在高速客车子午线轮胎胎体层应用中是至关重要的。 根据每个补强材料的属性，给出了相关的等级（表2）。

总得来说，聚酯优于人造纤维，这主要是因为它更好的成本效果。按重量计，聚酯比人造纤维便宜。而且，聚酯比人造纤维有更高的力和更低的密度，因此，由聚酯制的轮胎比由人造纤维做成的轮胎需要更低重量的补强织物。由于它们更轻的重量，这使得由聚酯制的轮胎有另外的燃油效率优势。因此，在高速客车轮胎胎体的应用中，聚酯正在逐步取代人造纤维。 尼龙6和尼龙66之间，客车子午线轮胎所需要的属性是相当的。然而，尼龙6比尼龙66便宜。作为胎体材料，尼龙仍然被许多轮胎制造商运用在相对低速的客车子午线轮胎内。并且，只要每个轮胎的尼龙成本比聚酯更便宜，那么尼龙就被继续使用。 为了保持尼龙在子午线轮胎中应用的地位，在尼龙未来的发展中，它的低的收缩性和增加的模量也许会成为新的利益空间。Benchmark对世界上所有的不同来源的尼龙6的纱线进行了研究并且揭示了具有相关尺寸稳定性、收缩性和其它属性的一个广泛的尼龙6纱线。有点技术含量的尼龙6纱线比其它的纱线有显著的尺寸稳定性。为了尼龙6能满足客车子午线的特种需要，这也许会在未来的发展中得到研究。(end)

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