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聚萘二甲酸乙二醇酯纤维性能及其在汽车多楔带中的应用2010年第16期橡胶科技市场吴贻珍，蔡伟，翟中磊聚萘二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneNaphthalate，PEN)纤维，是由美国Kosa公司新推出的高技术纤维。这种纤维与常规的聚酯(PET)纤维相比，在力学性能和热性能等方面都比较突出，其主要特性有：(1)模量高、强度高、抗拉伸性能好；(2)尺寸稳定性好、不变形，熔点和玻璃化温度较高，热稳定性好；(3)化学稳定性和抗水解性能优异等。PEN纤维的应用领域也十分广阔，特别是在产业用纺织品方面前景十分看好，目前主要用于：(1)汽车防冲撞充气安全袋；(2)轮胎和传送(传动)带的骨架材料；(3)增强材料；(4)过滤材料；(5)缆绳；(6)服装和服饰材料等。众多化纤厂商对PEN纤维优异的物理性能和广泛的用途产生了浓厚兴趣，纷纷投资建设PEN纤维项目，并进行新产品的开发，如杜邦、帝人、东丽、东洋纺、伊斯曼、ICI(帝国化工公司)、赫司特等公司在PEN新产品开发方面均处于领先地位。据报道，美国的Alliedsignal(联信)公司已有200的PEN生产装置，意大利也有PEN生产线，杜邦公司正在兴建4万t·a_1PEN纤维制造厂。传动带尤其是汽车用传动带近几年向高性能方向发展，因此需要选用新型材料才能满足需要。PET线绳是传动带中使用较普遍的骨架材料(强力层)，但PET纤维也存在动态生热大、高温收缩率大、易松弛等缺点。国外已开始使用PEN纤维作为传动带的骨架材料和作为短纤维补强材料用于压缩层，取得了良好的效果。本工作就PEN纤维及其线绳的基本特性进行研究，并介绍其在多楔带中的应用。实验1．1原材料PEN纤维，型号TEONEX，日本TEIJIN公司产品；PET纤维，型号HMLS，开平霍尼韦尔工业聚合物有限公司产品；PEN线绳，浙江台州弘宇助剂技术有限公司加工和粘合处理。1．2性能测试1．线绳拉伸性能、热收缩率和粘合性能测试参照HG／T2821--1996《V带和多楔带用浸胶聚酯线绳》。2．多楔带的拉伸强度、定负荷伸长率、拉断伸长率和疲劳寿命测试参照GB／T13552《汽车多楔带》。2结果与讨论PEN纤维的结构和性能PEN是以萘环为骨架的高性能热塑性聚酯，(无锡市贝尔特胶带有限公司，江苏无锡214172)2．1．1结构13摘要：对比聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纤维与聚酯(PET)纤维的应力一应变等力学特征及粘合性能，研究这2种线绳多楔带的物理性能及疲劳寿命。结果表明，PEN纤维用在传动带中具有初始模量高、断裂伸长率小、尺寸稳定、疲劳性能好等优点，是传动带较为理想的骨架材料。关键词：聚萘二甲酸乙二醇酯纤维；聚酯纤维l传动带I多楔带；骨架材料2．11t·a．1·
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m‰kcm卜唧炮k⋯叶哪，l十【，l十【墨橡胶科技市场2010年第16期其结构同PET相似，结构单元见图1。由于萘环的存在，PEN的共轭结构更大，分子链刚性更高，结构更呈平面状，使其具有PET不可比拟的优异性能。2．1．2性能特征PEN纤维与PET纤维物性对比见表1。PEN纤维模量比PET纤维大1倍，强度比PET纤维大20％，断裂伸长率小40％左右，化学稳定性比PET纤维明显提高。PEN纤维与其他纤维拉伸性能对比见图2，可以看出，PEN纤维的强度明显优于除芳纶外的其他化学纤维。PEN线绳的应力一应变性能PEN线绳与PET线绳的应力一应变性能曲线如图3(规格1100D／2X3)和表2(规格1000D／2×3)所示。可以看出，PEN线绳的拉伸模量比PET线绳大得多，由于传动带的拉伸性能主要由抗拉体的骨架材料所决定，因此，线绳应力一应变特征实际上反映了传动带线绳的应力一应变特征。拉伸模量大有利于提高传动带的尺寸稳定性，增强传动能力，减少滑差率和生热。2．3粘合性能标准配方为HG／T2821--1996《V带和多楔带用浸胶聚酯线绳》中的鉴定配方。粘合性能实用配方为我公司现生产配方。传动带粘合配方是决定线绳与橡胶粘合质量的重要因素。配方设计时不仅要考虑使橡胶与线绳具有高的附着力，让线绳与其他部件有机地连结在一起，而且还要求传动带具有耐热老化、耐磨和抗撕裂等性能，尤其是在温度较高时各项物理性能下降不能太大。用标准配方和实用配方测试的2种纤维(规格1100D／2X3)粘合性能如表3所示，可以看出这2种纤维的粘合强度相近。PEN与PET的分子结构单元表1PEN纤维与PET纤维物性比较主裔PEN线绳与PET线绳的应力-应变曲线PEN线绳与PET线绳的拉伸性能比较·14·圈102．2圈3表2：、骥
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