Penggunaan pulpa aramid pada lapisan kalis tusukan tayar basikal

Menambah lapisan kalis tusukan gentian pendek aramid di antara lapisan kord dan getah bunga tayar basikal boleh meningkatkan rintangan tusukan tayar dengan berkesan. Walaupun objek tajam seperti paku akan menembusi getah bunga tayar, apabila ia bersentuhan dengan lapisan kalis tusukan serat pendek aramid, lapisan kalis tusukan dapat menghalang penembusan objek asing di bawah sokongan tekanan dalaman tayar, dengan itu menghalang tiub dalam daripada tercucuk.

Memandangkan kemungkinan untuk menghasilkan tayar basikal dengan lapisan kalis tusukan serat pendek aramid, formula asas lapisan kalis tusukan menggunakan formula getah bunga tayar basikal yang digunakan secara meluas dalam pengeluaran tayar, dan kesan penggunaan dos serat pendek aramid yang berbeza disiasat berdasarkan formula asas.

Bahan peneguh gentian pendek biasa dalam sebatian getah termasuk gentian selulosa, gentian kapas, gentian poliester, gentian nilon dan gentian aramid, dsb., yang semuanya boleh meningkatkan kekuatan kompaun getah.

Terdapat mikrofibril terpasang pulpa aramid . Daripada analisis morfologi tiga dimensi, boleh didapati bahawa mikrofibril pulpa aramid boleh menjadikan ikatan antara pulpa aramid dan matriks getah dengan lebih kukuh.

Sukar untuk meratakan gentian pendek cincang aramid yang tidak dikerut dengan panjang kurang daripada 6 mm semasa mencampurkan. Pulpa aramid dengan luas permukaan spesifik yang tinggi (7-9 m2·g-1) agak gebu, terdedah kepada elektrik statik, dan tidak mudah dicampur ke dalam sebatian getah, mengakibatkan penyebaran tidak sekata. Untuk menyebarkan pulpa aramid dengan lebih baik dalam matriks getah, pulpa aramid boleh dicampur dalam bentuk penyebaran atau masterbatch. DuPont telah membangunkan teknologi dipatenkan berkaitan yang boleh menyebarkan pulpa aramid ke dalam matriks getah dengan lebih baik. Produk yang dibuat dengan cara ini dipanggil Kevlar®EE.

Eksperimen telah menunjukkan bahawa modulus komposit getah tetulang pulpa aramid Kevlar®EE meningkat dengan peningkatan kandungan pulpa aramid, jadi kajian ini menggunakan pulpa aramid Kevlar®EE.

Apabila dos pulpa aramid meningkat, kekuatan tegangan dan kekuatan koyak sebatian getah meningkat, pemanjangan gelinciran antara muka berkurangan, dan tenaga gelinciran antara muka relatif tidak berubah.

Apabila daya tegangan luar secara beransur-ansur meningkat, gelinciran antara muka berlaku di antara gentian aramid dan sebatian getah dalam lapisan anti tikaman, dan akhirnya gelinciran antara muka berlaku, mengakibatkan titik lenturan dalam lengkung tegasan-terikan. Tenaga gelinciran antara muka relatif bagi sebatian getah gentian aramid dinyatakan dalam lengkung tegasan-terikan sebatian getah, yang bersamaan dengan luas angka segi tiga anggaran yang dikelilingi oleh lengkung dan paksi mendatar. Penggunaan tenaga gelinciran antara muka relatif boleh mencerminkan tenaga sebatian getah secara lebih intuitif untuk menghasilkan gelinciran antara muka. Tekanan sebatian getah yang diisi dengan dos pulpa aramid yang berbeza. Daripada analisis ini, boleh juga disimpulkan bahawa dos pulpa aramid mempunyai sedikit kesan ke atas tenaga gelinciran antara muka relatif bagi sebatian getah lapisan anti tikaman.

Proses penyediaan lapisan anti-tusukan pulpa aramid tayar basikal termasuk pemplastikan getah → lembaran → penapisan semula lembaran → menambah agen pengkompaunan → lembaran berlamina anti-tusukan → penyejukan → pemotongan.

Melalui analisis, dapat ditentukan bahawa faktor utama yang mempengaruhi prestasi lapisan anti-tusukan pulpa aramid ialah dos pulpa aramid, ketebalan lapisan anti-tusukan dan masa pemvulkanan tayar. Selepas getah lapisan anti-tusukan pulpa aramid dicampur, ia dipotong menjadi kepingan getah lapisan anti-tusukan dengan ketebalan dan lebar yang berbeza dengan penekan lembaran dan pemotong mengikut parameter proses pengeluaran tayar basikal dengan spesifikasi berbeza untuk kegunaan siap sedia.

Kesan dos pulpa aramid dalam getah lapisan anti tusukan pada kekuatan badan tayar dan kekuatan ikatan.

Dengan peningkatan dos pulpa aramid, kekuatan badan tayar bertambah baik dengan ketara, yang boleh meningkatkan rintangan tusukan tayar. Ini kerana dengan peningkatan dos pulpa aramid, modulus komposit getah meningkat, dengan itu meningkatkan kekuatan badan tayar dengan sewajarnya.

Dengan peningkatan jumlah pulpa aramid, lekatan badan tayar berkurangan, mengakibatkan penurunan ketahanan tayar. Ini terutamanya kerana dengan peningkatan dalam jumlah pulpa aramid, lekatan getah berkurangan, mengakibatkan penurunan ketara dalam lekatan antara lapisan kalis tusukan dan lapisan tali.

Kesan ketebalan lapisan anti tusukan pada kekuatan dan lekatan badan tayar.

Dengan peningkatan dalam ketebalan lapisan anti-tusukan, kekuatan badan tayar meningkat, dan rintangan tusukan tayar bertambah baik dengan ketara; kesan ketebalan lapisan anti tusukan pada lekatan badan tayar tidak jelas. Lebih tebal lapisan anti-tusukan, lebih baik rintangan tusukan tayar, tetapi ia akan meningkatkan berat tayar, yang tidak kondusif untuk ringan tayar; peningkatan dalam ketebalan lapisan anti-tusukan juga akan meningkatkan kos tayar; lapisan anti tusukan yang terlalu tebal tidak kondusif kepada pelesapan haba tayar, dan ia mudah menyebabkan masalah lain semasa memandu tayar.

Suhu, tekanan dan masa adalah tiga elemen pemvulkanan tayar, antaranya suhu dan tekanan biasanya pasti, jadi masa pemvulkanan adalah faktor utama yang mempengaruhi prestasi tayar. Masa pemvulkanan mempunyai kesan yang ketara ke atas prestasi produk getah.

Kesan masa pemvulkanan pada kekuatan tayar dan kekuatan ikatan.

Dalam julat pemvulkanan biasa tayar (8.5-9.5 min), kekuatan tayar dan prestasi ikatan turun naik sedikit; tetapi apabila tayar kurang tervulkan dan terlalu tervulkan, kekuatan tayar dan prestasi ikatan berkurangan dengan ketara dengan peningkatan kurang pemvulkanan dan lebihan pemvulkanan.

Untuk menentukan dengan cepat masa pemvulkanan positif tayar di bawah dos pulpa aramid yang berbeza dan ketebalan lapisan kalis tusukan, kaedah masa titik kritikal gelembung boleh digunakan. Pertama, dua definisi dijelaskan. Satu ialah masa titik gelembung, iaitu masa apabila gelembung muncul dalam tayar apabila tervulkan pada suhu dan tekanan tertentu; satu lagi ialah masa titik kritikal gelembung, iaitu masa apabila gelembung hilang apabila tervulkan pada suhu dan tekanan tertentu. Sebagai contoh: Keadaan gelembung tayar spesifikasi tertentu pada masa pemvulkanan yang berbeza di bawah suhu dan tekanan sedia ada ditunjukkan dalam Rajah 7, dan boleh disimpulkan bahawa masa titik gelembung tayar spesifikasi ini ialah 8.5 min dan masa titik kritikal gelembung ialah 9.0 min.

Masa titik kritikal gelembung awal boleh ditetapkan berdasarkan spesifikasi yang sama untuk menentukan secara awal masa titik kritikal gelembung tayar spesifikasi ini, iaitu, masa pemvulkanan sementara tolak masa keselamatan. Kaedah masa titik kritikal gelembung yang sebenar adalah untuk memvulkan tayar mengikut masa titik kritikal gelembung awal. Jika tiada buih muncul, masa pemvulkanan dipendekkan dengan sewajarnya (dikurangkan sebanyak 15 hingga 60 saat setiap kali mengikut spesifikasi khusus) sehingga masa titik kritikal gelembung ditemui; jika gelembung muncul, masa pemvulkanan dilanjutkan dengan sewajarnya (ditingkatkan mengikut lokasi dan saiz buih) sehingga masa titik kritikal gelembung ditemui. Apabila mengesahkan titik buih tayar, tayar hendaklah dipotong semasa panas untuk melihat sama ada bahagian tayar (termasuk bunga acuan atas dan bawah, antara lapisan kord, rim tayar, dll.) mempunyai buih, dan tandakannya. Masa pemvulkanan positif ialah jumlah masa titik kritikal gelembung, masa keselamatan dan masa yang dipengaruhi oleh faktor bermusim. Mengikut pengalaman, apabila masa titik kritikal gelembung ialah ≤5, 5 hingga 7, 8 hingga 14, 15 hingga 18 dan ≥18 min, masa keselamatan masing-masing ialah 1, 2, 3, 4 min dan 20% daripada masa titik kritikal gelembung.

Kesan pengukuhan serat ruji aramid dan pulpa aramid pada getah telah dianalisis dan dibandingkan, dan pulpa aramid Kevlar®EE digunakan untuk menyediakan lapisan kalis tusukan tayar basikal. Kesan dos pulpa aramid, ketebalan lapisan kalis tusukan dan masa pemvulkanan terhadap kekuatan badan tayar dan prestasi lekatan telah dikaji. Kesimpulannya adalah seperti berikut: