纤维骨架材料

（一）骨架材料的结构和性能

1、骨架材料的分类及基本性能

（1）天然纤维：包括植物纤维（棉、亚麻纤维等）、动物纤维（羊毛纤维等）和矿物纤维（石棉、玻璃纤维）。

（2）化学纤维：包括人造纤维和合成纤维。

①人造纤维

人造纤维是以天然高聚物为原料，经过化学处理与机械加工而再生制得的纤维，所以人造纤维也称再生纤维。如粘胶纤维、铜胺纤维、醋酯纤维等。作为橡胶工业用的骨架材料是指高强力粘胶纤维。但现已逐步被其它合成纤维和钢丝帘线所替代。

②合成纤维

合成纤维是由煤、石油、天然气、农副产品等低分子化合物为原料，经一系列化学反应，制成高分子化合物，再经加工而制得的纤维，如锦纶、涤纶、维纶、丙纶等纤维。

A、聚酰胺纤维：凡是分子主链由酰胺键—CONH—连接而成的一类合成纤维，统称聚酰胺纤维。美国称尼龙或耐纶，我国商品名称锦纶纤维。

锦纶纤维的基本性能：

a、强度高、耐冲击性好；

b、弹性高、耐疲劳性好；

c、耐热性和热稳定性 锦纶纤维的耐热性较差。当温度上升时，纤维产生收缩，强度下降。锦纶纤维的耐热性与热稳定性比涤纶纤维差，在150℃下受热1小时后，强度保持率为69%。通常在100—110℃下长时间受热，锦纶纤维的性能不受损失。锦纶纤维耐热性不高的原因是纤维大分子末端的氨基容易氧化所致；

d、耐磨性好 耐磨性好优于其它一切纤维，比涤纶纤维高4倍，比粘胶纤维约高10倍；

e、密度 除聚丙烯和聚乙烯纤维外，它是所有合成纤维中最轻者，比棉纤维轻35%，比粘胶纤维轻25%；

f、与橡胶粘着性 锦纶纤维的极性很强、表面光滑，故与橡胶的粘着性差，需经含丁吡胶乳的浸渍剂处理（浸渍剂为间苯二酚-甲醛-胶乳浸液，简称RFL）；

g、化学稳定性 在室温下，耐碱性好，耐虫蛀，抗菌蚀；

h、耐光性差 这是因为其大分子中的酰胺键易受光的作用而发生断裂，致使高聚物聚合度下降。

B、聚酯纤维：简称PET，是由有机的二元酸与二元醇经缩聚而制得的高聚物纤维。我国商品名称为涤纶纤维。

涤纶纤维的基本性能：

a、强度 涤纶纤维的强度比锦纶纤维稍低。湿态强度与干态强度大致相等；

b、弹性 涤纶纤维的回弹性接近羊毛纤维。耐皱性最优，耐疲劳性良好。由于涤纶纤维的分子链含有苯核而富有刚性，且结晶度高，故初始模量高，伸长率小，尺寸稳定性较好；

c、耐热性和热稳定性 涤纶纤维的耐热性和热稳定性较好。在150℃的热空气中加热168小时，强度仅损失15—30%；受热1000小时，强度损失50%，而一般纤维在此条件下经200—300小时即分解；

d、耐磨性 仅次于锦纶纤维，优于其它天然纤维等；

e、密度和回潮率 密度较其它合成纤维高。由于涤纶纤维的大分子链中没有亲水基，分子端基只有很小的吸湿能力，故其回潮率极低；

f、化学稳定性 涤纶纤维耐酸不耐碱，抗虫蛀、耐菌蚀；

g、耐光性 涤纶纤维的耐日晒与耐候性均较好。

h、与橡胶粘着性 涤纶纤维分子的极性极低，结晶度高，化学基团不活泼，以及纤维表面光滑，对橡胶粘着性差，浸胶前需特殊处理。

C、聚乙烯醇纤维：简称PVA，我国商品名称为维纶纤维。

维纶纤维的基本性能：

a、强度 维纶纤维的强度较高。湿强度比干强度低10~25%。

b、弹性 其回弹率较锦纶和涤纶纤维低，但高于粘胶纤维和棉纤维。初始模量较高。

c、耐热性 耐热水性不好，在沸水中收缩达5%。若在沸水中连续煮沸3~4小时，可使织物变形或发生部分溶解现象。在湿态下加热至115℃时，维纶纤维将产生显著收缩。但维纶在干态下的耐热性较好。

d、耐磨性 耐磨性接近于锦纶纤维。

e、耐光性 维纶纤维的耐光性很好，在长期日晒下强度几乎不变。

f、密度和回潮率 维纶纤维的密度比棉纤维、粘胶纤维、涤纶纤维小。回潮率高于其它合成纤维。

g、与橡胶粘着性 维纶与橡胶粘着性稍逊于棉纤维，而比其它纤维好。

h、化学稳定性 维纶纤维耐碱性较好，但不耐强酸，长期放在海水中、土中均无影响。耐虫蛀，耐菌蚀。

合成纤维还包括聚丙烯（丙纶）纤维、芳香聚酰胺（芳纶）纤维、复合纤维等品种。我轮胎公司斜交胎主要使用尼龙纤维。

（3）玻璃纤维

玻璃纤维是一种人造无机纤维，采用不同的原料组分和生产方法，可以制出不同用途的玻璃纤维。

玻璃纤维具有一系列的优越性，如质轻强度高，耐高温，耐腐蚀，伸长率小，吸湿性低等。

玻璃纤维的基本性能：

A、强度高；

B、模量高，延伸率低，尺寸稳定性好；

C、耐热性好。在300℃时，于短时间内性能不受影响，经24小时强度下降20%；

D、耐屈挠性较差。在玻璃纤维涂上合适的润滑剂，减少纤维之间的摩擦，屈挠性可大大提高；在玻璃纤维的组分中若含有适量的氧化铜，则该纤维具有较好的耐屈挠和耐磨性；

E、耐磨性差；

F、密度大，吸湿性极低；

G、化学稳定性好；

H、与橡胶的粘着性较差；

I、电绝缘性能极好。

2、基本概念

（1）绝对强力（扯断强力）：纤维或纱线在连....