高模低收缩涤纶浸胶帘子布的开发研究

经济交流 合成纤维 l甲尹J 年 7 月 高模低收缩涤纶浸胶帘子布的开发研究 许其军 张金德 黄凯 季永中 程辉 马国城 (无锡市太极实业股份有限公司帘帆布厂 21 40 24 摘 要 本研究开发 出具有国外 90 年代先进水平的高模低收缩涤纶工业 丝 L 研 究了捻 度对帘线断裂强力 、断 裂伸长 、 定 负荷伸长的 影响 , 并探讨 了浸胶工 艺对高模低收缩 涤纶浸胶帘子布性能的影响 _ 关键词 : 涤纶 浸胶帘子布 高模低收缩 1 前言 高模低收缩涤纶浸胶 帘子布 , 具有高模 量 、高疲劳强度及尺 、j‘稳定性 、低热收缩 , 尤 其适合丁做 J’- 午线轮胎 。 高模低收缩涤纶浸 胶帘子布在轮胎 中应用 具有很大优势 , 在 美 国已基本形成 一j’以高模低收缩涤纶浸胶帘 子 布为 广午线轿 车胎骨架材料的局 面 , 用 量逐 年增加 。 在西欧 , 由于环保力一面的原因 , 粘胶 帘子布的生产量 卜降 , 代之 l佰起的是新 一代 的高模低收缩涤纶浸胶帘 子布。 口前国内只能生产 普通 型涤纶工业丝 , 其浸胶帘 子布的性能尚不能满足轿车胎高温 硫化无后充气生产 丁_ 艺的要求 。 我国的轿 车 工业被列为国家的支柱产业 , 加之高速公路 、 高等级公路的 匕速发展 , 必将对子午线轮胎 有较高的要求 。 我国近儿年子午线轮胎发展 很快 , 涤纶帘子布的年用量大约在 8似)吨左 右一 , 梅年进 11 高模低收缩涤纶浸胶帘 子布急 量在 以x x〕吨左石 」 然 而高模低 收缩 _ r. 业钟 及其浸胶帘 子布的研制与生产在闰内尚是空 自 , 这不但离川J!,J、发展水平相距共远 , 而 日_ ’: 国内轮胎 卜业的发展需求极不相适 J叔 在这种形势 卜, 加快 高模低收缩涤纶 l_ 业丝 及役胶帘 广布的研制开发少}投人 l川卜生 J乞成为当务之急 。 对此我公司依靠自已 的技 一 4 6 一 术 力量和北京橡胶研究院共同进行 J’ )t= 发 。 2 试验 2 . 1 原料 1几海石化总厂产大有光涤纶切片及 1几海 胶带公司生产的 ! 15 号胶料 。 2 . 2 生产设备 固相 缩 聚 及纺 丝 设 备 分 别 是 从 美 国 B EPEx 公司和德国巴马格公 司引进的 ;捻线 机是从德国阿尔玛公 司引进的直捻机 , 型 号 为 Cc 一 2 30; 织布机 是从瑞士苏尔寿公司引 进的片梭织机 , 型号 为 P7 loo ;浸胶设备是从 德国 Z EI 正 公 司引进的 二浴浸胶机 。 2 . 3 测试仪器 Te s r e ri te MKV 干热收缩仪 ; In s t,。n科64 强 伸仪 (用 于测 试丝 ) ; H 一 抽 出测试模具 , l以) ((: )K 型双辊开炼机 ;平板硫化仪 ; ln s tl(川料 1 1 塑强力机 (用于测试帘线 )。 3 结果与讨论 3 . 1 高模低收缩涤纶工业丝的生产 通过固相缩聚 , 控制固相缩聚后 L)J 片粘 z夏在 一川 士 () . ()2 d r/ ‘, 匀J )} 水份 ‘ 3()一, I, :, , , 端 梭基 ‘ 巧 ,n ‘,l/ T 通过调节纺钟生产工 艺 , 生 产 犷 1 1(X) 和 16 7()d te 、 高模低收缩涤纶 I 、1卜 第 28 卷第 4 期 合成纤维 经验交流 丝 , 其物理指标如表 l。 表 2 列 出了 Al hed - Si , al 公司工业化生产的高模低收缩工业丝 的主要实测质量指标 。 从表 1 和表 2 可以看 出试生产的高模低收缩涤纶工业丝的主要质 量指标已经达到国外公司 oo 年代的水平 。 裹 1 n oo 、 1幻0d 奴, 高模低收缩涤纶工业丝的物理指标 定负荷伸长的影响 将高模低收缩涤纶工业丝通过捻线 , 测 试帘线性能 (表 4) 。 从表 4 可 以看出 , 随着 捻度的增加 , 帘线的断裂强力下降 , 断裂伸长 和定负荷伸长上升 。 表 4 捻度对帘找断裂强力 、断裂伸长 、定负荷伸长的影晌 公公称线密度(dte x))) 11(X))) 167 000 喷喷丝板孔数(只))) 24 999 49 888 断断裂强度 (c N zd tex ))) 7 . 砧砧 7 . 5 888 断断裂强度变异系数(% ))) 3 . 4999 3 . 1888 断断裂伸长率(% ))) 12 . 5 111 12 . 2222 断断裂伸长变异系数 (% ))) 3 . 5 222 5 . 4 111 定定负荷伸长率 (% ))) 5 . 6 888 5 . 4666 干干热收缩率(% )(177 ℃ , l而n ,, 4 . 333 4 . 111 000 . 05 eN /dt ex ))))))) 帘帘线规格格 1 10山』t已刀222 167 Odt e x/ 222 捻捻度 (Tl m))) 3 1555 3砧砧 42 lll 肠999 3 5666 3 7222 4 1666 断断裂强力 (N))) 16999 1砧砧 16 1 . 999 ! 56 . 888 25 3 .叫叫250 .叫叫24() . 444 断断裂伸长率(% ))) 巧 . 6 333 16 . 4222 17 . 222 17 . 3 555 16 . 0555 16 . 3 333 17 . 1999 赶赶负荷伸长率(%%% 3 . 888 4 . 2888 4 .弘弘 5 . 4777 4 . 6888 4 . 8 111 5 . 7000 注 : 1 111 d te x 和 16 70 d te 、 丝的定负荷分别为 44 . 4 和 砧 . SN . 下同 。 衰 2 月11睡5 1, 目 公司的高模低收缩涤纶工业丝的指标 产产品牌号号 IX 4DDD IX3 000 线线密度(dtex ))) 16 7000 1 1(X))) 16 7000 断断裂强度(。N/ dt ex ))) 6 . 000 6 . 777 6 . 444 断断裂伸长率 (% ))) 12 . 111 10 . 888 1 1 555 定定负荷伸长率(% ))) 6 . 444 6 . 333 6 . 777 干干热收缩率(% )(177 ℃ , l而 n ,, 3 . 888 5 . 444 5 . 222 000 . 05 eN ldtex ))))))))) 工工业化生产时间间 1卯 2 年年 1卯1 年年 注 : ll oo dt e汀2 和 167 侧 te 灯2 帘线定负荷分别为 44 . 4 N 和 66 . 8 N 。 下同 。 3 . 4 漫胶工艺对商模低收缩涤纶浸胶帘子 布性能的影响 高模低收缩涤纶工业丝通过捻线织布后 进行浸胶加工 , 白坯布性能见表 5 。 浸胶的 目的在于调节延伸 , 提高尺寸稳定性及与橡 胶的粘合性能 。 裹 5 离摸低收幼涤纶白坯帘布性能 3 . 2 喷丝板孔数对高模低收缩涤纶工业丝 性能的影响 表 3 为在相同的纺丝工艺条件下喷丝板 孔数对 167 0d tex 高模低收缩涤纶工业丝性能 的影响 。 从表 3 可以看出 , 喷丝板孔数增多 后 ,丝的伸长 、定伸 、干热收缩都下降 , 丝的整 体性能提高了 。 这是因为喷丝板孔数增多 后 ,单丝纤度更细 , 丝更容易被拉伸和定形 。 裹 3 喷丝板孔傲对 16 7( M tex 工业丝性能的影晌 帘帘布规格格 1 1(X] 12 一 E III 1 1(X) 12 一 E III 16 70 12 一 EIII 一一一 4 25 555 一 4 50 555 一 37 0555 捻捻度 (T/ m ))) 43 111 4 5555 肠555 断断裂强力(N ))) 163 . 666 16 2 . 888 24 2 . 111 断断裂伸长(% ))) 16 . 6 222 l777 17 . 888 定定负荷伸长(% ))) 4 . 999 5 . 2666 5 . 444 干干热收缩率 (% ))) 3 . 333 3 . 111 3 . 888 (((15() ℃ , 5而 n ,,,,, 000 . 05 eNld tex ))))))))) 喷喷丝板孔数 (只))) 3 8444 4 9888 线线密度(dte x))) 17 (y7 . 9555 17以 . 555 断断裂强度 (e N/ d tex ))) 7 . 4888 7 3666 断断裂伸长率(% ))) 12 . 444 11 . 555 4444 . 4 N定负荷伸长率(% ))) 3 . 4333 3 . 3555 肠肠 . SN定负荷伸长率(% ))) 5 . 3888 5 . 2222 lll%伸长初始模量(c N/ d tex ))) 100 . 555 10 3 . 555 干干热收缩率(% )(177 ℃ , 1而n ,, 5 . 222 5 . 000 000 . 05 e Nldtex ))))))) 3 . 3 捻线捻度对帘线断裂强力 、断裂伸长 、 浸胶工艺流程为 : 导开~ 贮布架~ l号 张力架~ 一浴浸胶槽~ 1 号烘箱 、 2 号烘箱~ 2 号张力架~ 3 号烘箱~ 3 号张力架~ 二浴 浸胶槽~ 4 号烘箱 、 5 号烘箱一4 号张力架~ 贮布架~ 卷取 。 位于 1号张力架和 2 号张力 架之间为第一牵伸区 , 位于 2 号张力架和 3 号张力架之间为第二牵伸区 , 位于 3 号张力 架和 4 号张力架之间为回缩区 。 浸胶液一浴 采用美国杜邦公司的 D 一 41 7 配方 , 二浴采用 常规的 R 日J 液配方 , 其配方参见文献 [ 1 ] 。 在浸胶工艺中除浸胶液配方外 , 主要控 制“ 3T’’ , 即温度 、时间和张力 。 在温度和时间 一定的情况下 , 本文主要研究浸胶张力也就 是牵伸比对帘布性能的影响 , 烘箱温度及车 一 4 7 一 经济交流 合成纤维 19 99 年 7 月 速如表 6 。 表 7 列出了不同牵伸比对帘线性能的影 响 。 工艺 1 为牵伸较大 、回缩较大 ;工艺 方案 2 为牵伸小 、回缩小 ;工艺方案 3 和工艺 方案 4 牵伸一样 , 但工艺方案 4 回缎比工艺 方案 3 回缩大 。 从表 7 可以看出 , 对 16 7 0 12 一 El 一 3 70 5 的帘布 , 当保持牵伸 比不变 , 增 加 回缩 比时 , 帘线的断裂伸长率 、定负荷伸长 率均上升 , 而断裂强力和干热收缩率均下降 , 对 1 100 / 2 一 E I 一 4 50 5 的帘布牵伸增加时 , 可 以通过增加回缩来使帘线达到基本相同的性 能 。 但在实际生产中发现当牵伸过大 、回缩 过大时 ,帘布容易在 4 号烘箱上的辊筒上卷 边 ,对正常生产不利 , 因此确定合理的牵伸和 回缩率非常重要 。 表 6 烘箱温度及车速 烘烘箱箱 1 号号 2 号号 3 号号 4 号号 5 号号 温温度〔℃ ))) 巧000 巧 000 2 3000 】叩叩 23 555 车车速(米 /分 ))) 团团 表 7 不 同牵伸及回缩工艺对帘线性能的影响 帘帘布规格格 】1叮 2 一 E1 一 4岌万万 16701 2 一 EI一 37仍仍各各区牵伸率 (% ))) 工艺 111 工艺 222 工艺 333 工 艺444 捻捻度 (Tl m ))) 4 科科 科888 3 5555 36 222 HHH 一 抽出值 (N/ 根 ))) !42 . 222 133 . 777 16 2 . 222 17 1 . 999 断断裂强力(N))) 14 8 . 666 147 . 333 22 1 . 555 2 19 . 777 断断裂伸长率 (% ))) 15 . 888 一5 . 7 一一巧 . 444 一15 . 555定定负荷伸长率 (((‘ % ))) 4 . 777 4 . 777 4 . 555 4 . 888 干干 热 收缩 率 (% ) ( 177 ℃ ,, 2 . 000 2 . 111 2 . 222 1 . 888 222而n , 0 . 05 e Nld tex ))))))))))) 3 . 5 本研究成果与国外同类产品的比较 表 8 列出了本公司研究开发的高模低收 缩涤纶浸胶帘子布与收集到的国外公司的同 类产品的测试数据 , 从表 8 可以看出本研究 开发的高模低收缩涤纶浸胶帘子布的性能已 经达到外国公司工业化生产的质量水平 。 3 . 6 本研究开发的高模低收缩涤纶浸胶帘 子布实际使用情况 本研究开发的 11 00 /2 一 El 一 4 505 的高 模低收缩涤纶浸胶帘子布在上海轮胎橡胶集 团股份有限公司正泰橡胶厂做成 E1 6 5/ 70 R1 3 规格的子午线轮胎 , 其中帘布层数和带束层 数均为两层 , 成品轮胎通过耐久和高速试验 , 其耐久试验详见表 9 , 速度为 80 kl司h , 累计行 驶 129 小时 (为 120 小时 ) , 行驶里程为 103 20 公里 , 轮胎无任何损坏 、外缘尺寸无明 显变化 , 达到使用要求 。 另外本研究开 发 的 ll oo di e灯2 一 El - 4 50 5 和 16 7 Od te 对2 一 E I 一 3 70 5 的高模低收缩 涤纶浸胶帘子布在国内几大子午线轮胎厂已 批量使用 , 做成多规格的子午线轮胎 , 使用情 况很好 ,用户非常满意 。 表 , E l“ n o日J3 规格的子午线轮胎高谏试脸讨程 表 8 本公司与国外公司的高棋低收缩 没胶帘子布的性能比较 帘帘布规格格格 l伪理一 El 一 4亥】SSS 1价JZ一 El一 3挑挑 生生产厂家家 韩国国 韩国国 美国国 无锡锡 美国国 无锡锡 科科科隆隆 晓星星 联信信 太极极 联信信 太极极 测测试单位位 卜海海 卜海海 无锡锡 L海海 无锡锡 上海海 太太太太太太太太太太太极极 正泰泰 太极极 正泰泰正正正泰泰 止乘乘乘乘乘乘 断断裂强力(Nl 根 ))) 147 . 777 14 1 . 666 138 . 999 14 1 . 555 18 666 2 16 . 999 HHH 一 抽 出值(NI 根))) 14 3 . 888 125 . 88888 13 5 . 555 17 00000 定定负荷伸长率(% ))) 3 . 999 4 . 333 4 . 777 4 . 888 4 . 777 5 , 222 断断裂伸长率(% ))) 17 . 666 14 . 999 巧 . 555 15 . 777 18 . 444 17 . 555 断断裂仲 长率不 匀 率率 333 444 555 222 666 222 (((% ))))))))))))))) 断断裂强力不匀率(% ))) 222 333 333 333 222 333 干干 热 收 缩 率 (% ))) 1 . 777 1 . 777 2 . 222 1 . 888 1 . 999 2 . 000 (((17 7CC , Zm . n ,,,,,,,, 000 . 05 e N/ dt e x ))))))))))))))) 复复捻‘Tl m ))) 4月666 4 8000 4 3666 4 3999 3砧砧 36 111 阶阶段段 行驶时间(h))) 负荷率(% ))) 试验负荷(N))) lllll 444 !oooo 46 5555 22222 666 1 1000 5 12555 33333 2444 1 1555 53 5())) 44444 1000 12555 58 2 111 55555 l000 13 555 62 8 111 66666 l000 14 555 67 5222 77777 6 555 巧 555 69 8777 4 结论 1 . 为了满足 国内子午线轮胎高速发展 的要求 , 高模低收缩涤纶工业丝的开发与生 产及其浸胶帘子布的加工显得非常迫切 。 2 . 本研究开发的高模低收缩涤纶工业 丝质量指标达到国外 90 年代的先进水平 。 3 . 本研究开发的高模低收缩涤纶浸胶 帘子布质量指标 已达到国外公司同类产品的 质量水平 。 4 . 本研究开发的 Il oo dt e灯2 和 16 70 dt e 灯 第 28 卷第 4 期 合成纤维 经验交流 2 高模低收缩涤纶浸胶帘子布实际使用效果 良好 。 (参加本研究开发工作的还有褚兵 、徐曦 、贾 , 考 文 献 东华徐述科 、倪美津 、孙唯 、张静芬 、朱群伟 、毛志清 、 [l 〕褚杰等 . 化学世界 . 1哪 , (10) : 534 彭美艳等 ,在此深表谢意) D E V E LO PM [E NT OF TI 刃E F压G H MO D IJL U S AN D LOW SH R 价区A G E POL YE ST E R D IP PE D T翻况 CO R D FAB R IC S Xu Qijun Z h出唱 Jin ds H u an g Ka i Ji Yo理油0飞 Cha 鸣 H u i M a Gu oc he 飞 (爪诚 2琢 知叻“妙 肠 . ltd ) A加松鱿t 仆e hi gh 11翻d以us and low shri nk 绍e (HMI另)州yes te r i记us tri 以 yaln has 阮n de ve lo网 , 初 th the Pro pe 币e8 ~ ti ng tha 甲all ty lev d 试 the p耐u e . p耐u e ed 场 肠况 i, 加m 拌叨e o in the 如。 . 1悦 田玩切 of 丽 at on e o ld 日比理油 at b出ak , d o呼 tio n at 城ak an d e lo飞a石on at spec 汤曰 1叨‘】油v e 喊n di SC u峨1. 肠e 团:eC ts J di州ng p~ on tha p ro pe ni es of 阅她15 即lyes te r di p网 tire co 记 抽v e 喊n di 肥世洲泪切 · , 卜 . 叫. 月叫卜门 . , , 中 明, 闷 .阅卜 月卜叫. 一 , . 阅.月卜 .和州. 一 , , , .月, 刁闷卜 ‘, 州 , . 叫. 闷门明卜 . 口月卜 司闷川, . , 月卜 中 月. ‘ 月卜 . ‘门. 叫‘月卜 门.叫卜 二, , 阅 .川卜 闷月卜 门闷, 中月 , 呜 .月, , .月 , 月.阅卜二 阅卜 闷.月卜 心,闷卜 ‘j川 , 月.月卜 嘴. 阅. 弓闷闷卜 . 川. 阅 卜 (上接第 25 页) N E W T E ST M [E T H O D S FO R E V A L t)A ll 0 N O F A N T B杠C R O B IAL A C T I丫IT Y O F AN T B杠C R O B IA L 一 A N D D E O D O R A N T 一 刃N IS H T E X T IL E Ji al lg W e耐a (乃山咖乙五匕~ 入Ins 公吹 of 知‘“‘以乃位叹沽汕盯 ) A h 由旧C t 凡叮 ne w 服th 以如 for tha ev alua tion of the an ti而c m bi吐 ac tivi ty of an ti而 c找由ial 一 田记 山洲为诩t 一 fini sh te 涌le ha ve阮n in tn 川u e曰 in 而。 Pa pe r . 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