浸胶帘线中蠕变性能检测方案(应力松弛测试)

橡胶骨架材料性能测试方法 -浸胶帘线蠕变性能测试 高铁检测仪器 摘 要：浸胶帘线广泛应用于输送带、轮胎、胶管、空气弹簧等工业橡胶制品中,其中以轮胎制品最为常见。聚酯、尼龙、人造丝等纤维帘线作为橡胶制品的骨架材料，承担主要的作用力，并在实际使用时维持各种橡胶制品在运行过程中的尺寸稳定性和安全性能。因此骨架材料的各项物性指标对于制品的重量至关重要。 关键词：骨架材料、浸胶帘线、帘线层，蠕变； 一、前言： 纤维（或帘线）在一定拉伸力作用下变形量随时间延长而增大的现象称为蠕变。在一定的拉伸变形条件下‚应力随时间延长不断下降的现象称为应力松弛。纤维帘线作为各种橡胶制品的骨架材料，承担着主要的作用力，长期受力状态下，纤维帘线会出现形变增加的现象。因此，对于制品企业及纤维帘线生产企业来说，研究纤维帘线材料的分子结构、帘线的结构以及加工工艺与其蠕变之间的相互关系，可以为改善和提高纤维帘线的使用性能提供重要的参考。 二、纤维帘线蠕变的测试原理： 取一无退捻、扭曲、褶皱等缺陷的帘线试样，将试样的一端固定，另一端施加预加张力，测得试样初始长度。对试样施加一定负荷，并将其置于设定的温度环境中持续一定时间后，再次测量试样长度。以蠕变前后帘线试样长度的差值与蠕变前帘线试样的长度值之比为浸胶帘线试样的蠕变率。 三、影响纤维帘线蠕变的重要因素 1.温度的影响 随着温度升高，高分子链和链段的活动能力增加，蠕变的速率相应增加，蠕变值也就越大。因此，测试时需要考虑不同制品的实际使用环境，如有标准需依据相关标准要求测试。贴近于实际使用环境的温度，才能真实的反应蠕变结果。表征制品的使用稳定性及安全性。 2.荷重的影响 测定方法采用负荷砝码法（加载方式为：固定负荷）。在低拉伸负荷下,蠕变 随拉伸负荷的增大先增大后减小。拉伸模量与拉伸负荷的关系则与之相反,在较低的负荷下拉伸模量随拉伸负荷的增大先减小后增大。另外,蠕变与拉伸模量之间也存在一种关系[1]. 3.时间的影响 蠕变现象本质上是材料从一种平衡状态下，因受到外力作用处于不平衡的状态，又趋于平衡的一种过程。在趋于平衡的过程中，因存在外力的作用，分子结构之间运动取向，链段运动，重新排列。从分子运动和变化的角度来看，蠕变包括普弹形变e1、高弹形变e2和粘流形变e3三个部分： 瞬时弹性形变e1 ，未普弹形变，服从胡克定律，微观上分子链中化学键的键长、键角的小变形和网络的瞬时响应。 推迟弹性形变e2，称为蠕变，主要是试样内链段的运动引起，由于链段间和高分子黏性阻力大，需推迟一段时间。应力取消后能逐渐恢复。 粘流形变e3 ，形变时间足够长时，未交联的分子链在外力作用力产生相对位移，相当于发生黏性流动，外力撤销后不能恢复。 因此，实际测试过程中，测试时间需与施加荷重及温度相互配合，方能达到比较满意的测试效果。 四、纤维帘线蠕变试验机的应用 由于内部充气压力和离心力等原因，轮胎在经过长时间的伸张负荷帘线出现蠕变，最终会影响轮胎的路面安全性能。采用蠕变大的帘线制成的轮胎易出现 平点现象，影响其平稳行驶。帘线经受长时间的内压和离心力等因素的作用后产生蠕变，最终将影响轮胎的使用性能和安全性[1]. 浸胶帘线等骨架材料的蠕变等各项物性性能，对于轮胎等制品的质量、使用寿命提升，起着至关重要的作用。 参考文献： [1] Acordis 工业纤维公司 于轮胎蠕变的思考.轮胎工业 2020年第22卷. [2] 王 华 纺织纤维骨架材料对轮胎性能的影响.橡胶加工专利 第31卷第4期. 图1 纤维帘线蠕变的测试原理 纤维（或帘线）在一定拉伸力作用下变形量随时间延长而增大的现象称为蠕变。在一定的拉伸变形条件下‚应力随时间延长不断下降的现象称为应力松弛。纤维帘线作为各种橡胶制品的骨架材料，承担着主要的作用力，长期受力状态下，纤维帘线会出现形变增加的现象。因此，对于制品企业及纤维帘线生产企业来说，研究纤维帘线材料的分子结构、帘线的结构以及加工工艺与其蠕变之间的相互关系，可以为改善和提高纤维帘线的使用性能提供重要的参考。