同步帶用骨架材料
早些年生產(chǎn)的聚氨酯同步帶，骨架材料一般采用鍍銅鋼絲，因為這種在輪胎、膠管中普遍采用的骨架材料強度較高，且貨源充足。但用鋼絲作為骨架材料制成的同步帶經(jīng)使用后伸長率大，同步帶節(jié)距伸長，導(dǎo)致與同步帶輪嚙合不良，造成跳齒，使帶子很快損壞。分析其原因，可能是鋼絲的初始模量小，在運行中受拉力變形較大。鋼絲的其他缺點是與橡膠粘合不良，易被抽出；鋼絲在潮濕環(huán)境下易生銹，易與橡膠脫粘；鋼絲的不均勻性和扭曲也往往引起膠帶變形或跑偏。這些因素都加速了同步帶的損壞。由于鋼絲做骨架材料不能滿足同步帶的應(yīng)用要求，必須尋找新的骨架材料。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，玻璃纖維制造中的拉絲、加捻、后處理等工藝的改進，制出了性能好的玻璃纖維線繩，它具有抗拉強度高、模量大、耐熱性好、尺寸穩(wěn)定性好、伸長小、比鋼絲易與橡膠粘合等優(yōu)點。較之鋼絲同步帶，玻纖繩同步帶能在任何氣候條件下工作，在潮濕條件下不會銹蝕。為了提高玻纖繩的抗曲撓性和與橡膠的粘合性能，用丁二烯、苯乙烯、丁二烯吡啶三元共聚物膠乳或與氯丁膠乳的共混物對玻纖繩進行浸漬 J。用玻纖繩制造的同步帶基本上能滿足當(dāng)前汽車和一般工業(yè)傳動的要求。但玻纖繩也存在許多缺點，如脆性、不耐曲折和對沖擊負荷穩(wěn)定性差，這往往引起同步帶的使用可靠性降低。也曾有人用聚酯、碳纖維線繩等試做同步帶的抗拉體材料，效果均不好。近年來開始采用芳綸線繩做同步帶的骨架材料。芳綸與其他常用骨架材料比較有如下優(yōu)點：密度僅為鋼絲的五分之一，玻纖的二分之一；在等重量下，強度為鋼絲的8倍，玻纖的3倍，模量約為鋼絲和玻纖的2倍；在同體積下，芳綸的強度比鋼絲和玻纖高約50％ ，模量比鋼絲小，但比玻纖略高。但是芳綸的斷裂伸長率比鋼絲高，比玻纖略高。芳綸的這種性能主要是由其高結(jié)晶、高取向的大分子結(jié)構(gòu)決定的。芳綸的拉伸性能、彎曲性能、扭轉(zhuǎn)性能的所有指標(biāo)均高于傳統(tǒng)的同步帶骨架材料，它比強度大且密度小，這對提高同步帶的承載能力、減輕同步帶的重量、減少同步帶運行時的離心力和振動特別有利。芳綸的高模量、低伸長率及蠕變小賦予同步帶良好的尺寸穩(wěn)定性，使用中不伸長。芳綸耐高溫，最高使用溫度可達240℃ ，160℃下經(jīng)500 h強力幾乎不下降，所以是制造同步帶的良好材料?，F(xiàn)在人們已將芳綸1414作為骨架材料用于同步帶中。
表1 各種纖維力學(xué)性能比較
另外，美國的Dow Chemical公司還將聚酰亞胺(P84)纖維和聚苯并咪唑(PBI)纖維等合成纖維用于同步帶上，只是由于價格原因，目前尚未推廣。預(yù)計上述芳綸和這兩種纖維都會成為將來同步帶骨架材料的主選材料。
