特種橡膠在傳動帶中的應(yīng)用及開發(fā)動向
發(fā)布時間：2011/12/02 作者: 無錫市貝爾特膠帶有限公司 吳貽珍 來源: 中國橡膠網(wǎng)
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傳動帶是由橡膠、骨架材料和織物復(fù)合而成的橡膠制品，是較為典型的在動態(tài)狀態(tài)下使用橡膠制品之一。其使用條件較為苛刻，不僅要經(jīng)受周期性的應(yīng)力應(yīng)變，還要與帶輪產(chǎn)生摩擦，有的還要經(jīng)受如熱、粉塵、水、油等惡劣的環(huán)境影響，因此傳動帶對所用的橡膠及橡膠的配合有比較高的要求，膠料應(yīng)具有良好的動態(tài)性能、高的模量、高的強(qiáng)度、耐熱性良好、非常好的耐磨性能、一定的摩擦系數(shù)和與纖維材料有良好的粘合性等。按照不同使用場合還要求高耐熱、耐低溫、耐油（溶劑）、抗靜電和阻燃等?？梢哉f傳動帶是除輪胎外綜合性能要求較高的大宗橡膠制品之一。
目前傳動帶已由原來的易損件向功能件方向轉(zhuǎn)變，其品種規(guī)格向多樣性發(fā)展，由傳統(tǒng)的普通包布V帶和普通平帶發(fā)展了窄V帶、寬V帶、廣角帶、聯(lián)組V帶、切邊V帶、多楔帶、同步帶、繩芯平帶和片基平帶等。性能要求也向高精度、高速度、大功率、高效率、高可靠性、長壽命、低噪聲、低振動、低成本和緊湊化發(fā)展。這些變化對橡膠的選擇也發(fā)生很大的變化，早期傳動帶使用的以天然橡膠和丁苯橡膠為主的通用橡膠，由氯丁橡膠和聚氨酯橡膠等橡膠所替代。近幾年來隨著汽車工業(yè)對傳動帶的高性能要求，汽車傳動帶又向乙丙橡膠和氫化丁腈橡膠方向快速發(fā)展。
橡膠按分類（于清溪主編《橡膠原材料手冊》）分為通用橡膠有天然橡膠、丁苯橡膠及順丁橡膠，半通用橡膠有氯丁橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠及丁基橡膠等，專用橡膠有聚氨酯橡膠、氯磺化聚乙烯及丙烯酸酯橡膠等，特種橡膠有硅橡膠、氟橡膠和聚硫橡膠等。這里將除通用橡膠外，把其他橡膠統(tǒng)一歸為特種橡膠。
1.氯丁橡膠
氯丁橡膠（CR）是由2一氯l，3丁二烯經(jīng)乳液聚合制成的均聚物，即聚氯丁二烯橡膠，分子量一般為l0-20萬，相對密度1.15-1.25，玻璃化溫度-45℃，有極性。氯丁橡膠具有規(guī)整的分子排布和可逆的結(jié)晶性能。是第一個實(shí)行工業(yè)化生產(chǎn)的合成橡膠品種。
氯丁橡膠具有良好的物理機(jī)械性能、動態(tài)性能和與其它材料連接性能，其拉伸強(qiáng)度與天然橡膠相似。由于氯丁橡膠分子鏈中含有極性氯原子基團(tuán)，一方面保護(hù)雙鏈?zhǔn)蛊浠钚詼p弱，另一方面又使聚合物對非極性物質(zhì)有很大的穩(wěn)定性，因而氯丁橡膠的耐光、耐熱、耐老化、耐油及耐化學(xué)品腐蝕性均優(yōu)于天然橡膠，尤其耐臭氧老化性、耐天候、耐燃性更突出，是一種的綜合性能優(yōu)異的合成橡膠，廣泛應(yīng)用于制造工業(yè)和民用橡膠制品如電線電纜護(hù)套、耐油膠管膠板、運(yùn)輸帶、傳動帶、膠布、各種密封圈墊以及化工設(shè)備防腐襯里和鞋類粘接劑及減震制品、橋梁支座、橡膠水壩及吸水膨脹性密封材料等。由于性能綜合優(yōu)異，一直是傳動帶尤其是高性能傳動帶首選的主體橡膠材料。
氯丁橡膠按照制造工藝所采用分子量調(diào)節(jié)劑的不同，可分為硫黃調(diào)節(jié)型、非硫調(diào)節(jié)型和混合調(diào)節(jié)型。傳動帶一般使用動態(tài)性能更好的硫黃調(diào)節(jié)型或混合調(diào)節(jié)型氯丁橡膠。
V 帶在高負(fù)荷、高速運(yùn)行中，帶體的溫度迅速升高，壓縮層如用通用橡膠制造，其硬度隨溫度升高而降低，如果用氯丁橡膠則其硬度變化就很小，帶體不易出現(xiàn)凹陷現(xiàn)象，加之氯丁橡膠耐老化等性能優(yōu)于通用橡膠從而有利于帶的使用壽命提高。圖1為分別用氯丁橡膠和丁苯橡膠制成V 帶做疲勞壽命對比，可以看出完全采用氯丁橡膠制作的V帶比部分用丁苯橡膠疲勞壽命要高出1倍以上。
氯丁橡膠缺點(diǎn)是加工性能差、比重大（相對成本高）、含鹵素不符現(xiàn)代環(huán)保要求和耐熱等級達(dá)不到現(xiàn)代汽車要求等，在許多領(lǐng)域被其他彈性體替代，如近年來汽車用傳動帶逐步由三元乙丙橡膠(EPDM)和氫化丁腈橡膠（HNBR）所替代。但EPDM耐油性能差、粘合性能及綜合性能不如CR，其對配方要求高，而HNBR又過于昂貴，因此工業(yè)用傳動帶如窄V帶、農(nóng)機(jī)V帶、同步帶和多楔帶等還是以CR為主。
CR雖然是個老牌合成橡膠，但其技術(shù)進(jìn)步從未間斷，如日本電化開發(fā)的公司生產(chǎn)的貯存穩(wěn)定性優(yōu)異的PS-40A、耐熱等級高10℃的DCR，Lanxess（原BAYER）開發(fā)的耐疲勞性能更優(yōu)異BAYPREN 611，非常適用制造傳動帶。為了進(jìn)一步提高CR傳動帶的耐熱性，一些耐曲擾性能優(yōu)異的非硫調(diào)CR也用于傳動帶，如BAYPREN 216、Butaclor MC322。CR還可以與其它橡膠并用以提高CR耐熱性，如?？松?0份CR與30份EPDM并用，并加入10份的相容劑Escor酸三聚物或EPDM-g-PMMA，可大幅提高CR耐熱性和動態(tài)性能，適用于制造耐熱傳動帶制品。杜邦開發(fā)的芳綸漿粕/CR母膠Kevlar M/B用于傳動帶，克服了短纖維/橡膠復(fù)合材料用于V帶壓縮膠曲擾性能差、生熱大的缺點(diǎn)。無錫華祥開發(fā)的氯丁橡膠專用防粘輥母膠T-100，解決了氯丁橡膠加工易粘輥，膠料儲存周期短問題。
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部 件
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A
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B
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C
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1，粘合膠
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SBR
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SBR
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CR
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2，壓縮膠
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SBR
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CR
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CR
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3，包布膠
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CR
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CR
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CR
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圖1 CR與SBR V帶疲勞試驗(yàn)壽命對比
2. 乙丙橡膠
二元乙丙橡膠（EPM）和三元乙丙橡膠（EPDM）（以下統(tǒng)稱為乙丙橡膠，EPR)是利用齊格勒-納塔（Ziegler-Natta，Z-N）或茂金屬（Metallocente，MAO）配位催化劑生產(chǎn)的乙烯和丙烯或乙烯、丙烯和非共軛雙烯聚合生成的共聚物。由于具有其他橡膠不具備的非常好的延伸性和很強(qiáng)的耐寒、耐熱、耐臭氧、耐化學(xué)腐蝕能力，EPR被廣泛應(yīng)用在工業(yè)、建筑、汽車和農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域作為汽車輪胎、散熱器水管、保險(xiǎn)杠、密封件以及屋頂防水材料、農(nóng)用膠管、電線電纜、橡膠改性的添加劑等。 EPR是繼SBR和BR之后成為目前世界上第三大合成橡膠品種，與其他合成橡膠相比，EPR發(fā)展的最大特點(diǎn)是新產(chǎn)品開發(fā)層出不窮，應(yīng)用領(lǐng)域不斷開拓。
未來EPR工業(yè)的主要發(fā)展趨勢是新品種開發(fā)將適應(yīng)更多領(lǐng)域的發(fā)展需求，同時新的應(yīng)用又剌激市場對EPR的需求，EPR的產(chǎn)品和消費(fèi)結(jié)構(gòu)將發(fā)生較大變化。近年來EPR生產(chǎn)與應(yīng)用的新技術(shù)主要體現(xiàn)在茂金屬EPR、液體EPR、EPR/樹脂共混合金、新型單體合成EPR及改性EPR等。
近年來，多楔帶在汽車得到普遍應(yīng)用，而發(fā)動機(jī)室的溫度越來越高，有的要求橡膠件能耐150℃，瞬間能耐170℃，傳統(tǒng)CR傳動帶顯然達(dá)不到要求。由于HNBR過于昂貴，人們在研究發(fā)現(xiàn)小量的油污并不對發(fā)動機(jī)前端的皮帶造成損害，可使用較廉價耐熱性好多的EPM作為多楔帶主體橡膠材料，其使用壽命大幅提高，如圖2。EPDM多楔帶在乘用車使用壽命達(dá)到24 000km以上。
圖2 不同橡膠多楔帶相對疲勞壽命對比
但EPDM耐磨性、高溫抗撕裂和動態(tài)性能不理想，與其它材料粘合也差，這些都需要通過改性如添加ZDA或ZDMA和與其它材料并用加以解決。丙烯酸金屬鹽尤其是二甲基丙烯酸鋅（ZDMA）是EPDM較為理想增強(qiáng)材料。ZDMA補(bǔ)強(qiáng)EPDM是先將微米級別的ZDMA混入橡膠基體中，然后在過氧化物的作用下，ZDMA從微米顆粒上脫落下來溶入橡膠基體中，再發(fā)生原位聚合形成聚丙烯酸金屬鹽納米（PZDMA）粒子，從而對橡膠產(chǎn)生高效增強(qiáng)。該復(fù)合材料通過過氧化物引發(fā)交聯(lián)后，能產(chǎn)生鍵能較高的C-O-Zn2+-O-C (293 kJ/mol)離子鍵，強(qiáng)度高，撕裂強(qiáng)度好。離子鍵在動態(tài)疲勞下，類似于多硫鍵有自動“愈合”功能，因此抗疲勞性能非常優(yōu)異。實(shí)驗(yàn)表明，用ZDMA補(bǔ)強(qiáng)的過氧化物交聯(lián)的EPDM硫化膠，其De Mattia屈撓疲勞壽命是未加ZDMA數(shù)十倍，比硫黃硫化的EPDM增加近一倍。
汽車V帶一般用綜合性能優(yōu)異的CR制造，近年來與上述EPDM多楔帶同樣的原因，開始用EPDM生產(chǎn)。但汽車V帶傳動受力機(jī)理與多楔帶有很大不同，對壓縮膠的耐曲撓、耐磨性，抗拉體線繩、織物的黏合性以及帶的橫向剛性比多楔帶有更高的要求。GATES公司推出的FleetRunner汽車V帶實(shí)際使用壽命能達(dá)到400 000km以上，其它性能也優(yōu)于CR汽車V帶，尤其是耐高低溫性能，可在-55～120℃正常使用，做到全天候使用，如圖3。
圖3 EPDM 與CR 汽車V帶性能對比
3.氫化丁腈橡膠
氫化丁腈橡膠（HNBR）與傳統(tǒng)的丁腈橡膠（NBR）相比，其分子結(jié)構(gòu)中含有少量或不含碳碳雙鍵（C=C），它不僅具有NBR的耐油、耐磨、耐低溫等性能，而且還具有更優(yōu)異的耐熱氧老化、耐臭氧、耐化學(xué)介質(zhì)、良好的動態(tài)性能等，是目前最具發(fā)展?jié)摿Φ南鹉z品種之一，在許多方面已取代了氟橡膠等其它特種橡膠，已廣泛地應(yīng)用于汽車、油田等工業(yè)領(lǐng)域。
HNBR最早由德國Lanxess（原Bayer）公司于1984年小批量生產(chǎn)，商品名為Therban；日本Zeon公司也在同年建廠生產(chǎn)，商品名為Zetpol；隨后加拿大的Polysar公司亦于1988年投產(chǎn)，商品名為Tornac（被Bayer兼并，已無此牌號）；我國蘭化公司于1999年開發(fā)成功，牌號：LH-9901、LH9902；贊南科技（上海）利用自己的催化劑技術(shù)也于2010年開發(fā)成功，商品名Zanber。Zeon公司和Lanxess公司還開發(fā)一種由HNBR與ZDMA或ZMA就地共混而成的復(fù)合體（Zeon商品名為ZSC，Lanxess商品名為ART，具有非常高的物理機(jī)械性能，在伸長率、硬度保持不變情況下，拉伸強(qiáng)度可高達(dá)50MPa，并具高的韌性、耐油、耐磨及動態(tài)性能。適于制造傳動帶的品種有：Zeon公司的Zetpol 2010L、Zetpol 2020L、ZSC 2295L；Lanxess公司的Therban C3406、Therban C3446、Therban VP KA 8796等；贊南科技ZN35155、ZN35255等。
HNBR通過配方調(diào)節(jié)，其性能可在較大范圍內(nèi)變化，其典型性能如表1所示。其拉伸強(qiáng)度比CR、NBR高，而ZSC甚至達(dá)到PU的水平；HNBR的耐熱空氣老化性優(yōu)異，并與其飽和度有關(guān)，飽和度越高耐熱越好。HNBR在150℃×42d的老化條件下扯斷伸長率仍然保持50%，拉伸強(qiáng)度實(shí)際上未變化、硬度（邵爾A）只增加11°。特別是，不象其它橡膠，溫度對NHBR的硬度和模量影響不大，這一點(diǎn)非常重要，汽車同步帶要求在一定的溫度和速度范圍內(nèi)，帶應(yīng)保持初始張力下的形狀，以防帶與帶輪產(chǎn)生“時間滯后（Time lag）”現(xiàn)象。
表1 HNBR硫化膠的代表性能
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項(xiàng) 目
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指 標(biāo)
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硬度（邵爾A）,度
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45～90
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拉伸強(qiáng)度,MPa
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13～35
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扯斷伸長率,%
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100～600
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100%定伸強(qiáng)度,MPa
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3～20
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300%定伸強(qiáng)度,MPa
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5～30
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回彈率，%
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室溫
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30～50
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70℃
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53～56
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壓縮永久變形,%
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23℃×70h
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15
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150℃×70h
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20
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200℃×70h
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25
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磨耗量(1.61km),cm3
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室溫
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0.03～0.05
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150℃
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0.04～0.06
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HNBR還具有良好的耐臭氧、耐天候老化、耐化學(xué)品性能，并具很好的壓縮永久變形性能和溶脹性能。HNBR動態(tài)性能優(yōu)異，如圖4，其裂口增長明顯低與CR。HNBR耐磨性能優(yōu)越，這是由于HNBR具有非常高的拉伸積，而拉伸積與耐磨指數(shù)正比，因此HNBR是優(yōu)良的耐磨橡膠材料。
圖4 CR與HNBR動態(tài)裂口增長速度對比
1/c(dc/dn)：裂紋增長速率
自1975年HNBR首件專利公布以來，HNBR已逐漸發(fā)展成為當(dāng)今世界汽車同步帶生產(chǎn)首選的標(biāo)準(zhǔn)彈性體材料。日本本田公司于1985年首次生產(chǎn)出裝備有以HNBR為基材制作的傳動帶的新型汽車。德國BWM公司亦于1997年通過由日本進(jìn)口的HNBR同步帶而成為歐洲第一家裝有HNBR同步帶的汽車生產(chǎn)廠家。90年代后期，全世界汽車工業(yè)發(fā)展迅速，市場競爭激烈，汽車生產(chǎn)廠家紛紛想方設(shè)法通過最大限度地延長凸輪軸傳動同步帶的使用壽命來提高汽車發(fā)動機(jī)的工作性能，目前，世界上幾乎所有的汽車生產(chǎn)廠家都在通過采用HNBR同步帶來提高汽車的產(chǎn)品質(zhì)量。實(shí)踐證明，在一般行駛條件下HNBR同步帶的工作壽命可達(dá)100 000～150 000km，德國CONTITECH公司采用HNBR/ZMA與芳綸短纖維配合制造HSN-POWER®壽命HNBR同步帶在汽油機(jī)使用，其壽命已達(dá)240 000km，已接近與“發(fā)動機(jī)同壽命”的目標(biāo)。
圖5 CR及不同HNBR配合的汽車同步帶 相對壽命
HNBR1:硫黃硫化;HNBR2:過氧化物硫化;HNBR3:HNBR/ZDMA復(fù)合物與芳綸短纖維補(bǔ)強(qiáng)的復(fù)合材料
未來的汽車對同步帶的要求還要高，其要求是：使用壽命達(dá)250 000～300 000km；使用溫度-35～150℃，瞬時高溫可答175℃；耐油性≥CR；150℃下使用壽命可達(dá)3000h，而且在提高耐油性能時不犧牲其低溫性能，帶齒的動態(tài)儲存模量≥1.4MPa。要達(dá)到如此高的條件，只有采用過氧化物硫化的HNBR/甲基丙烯酸鋅復(fù)合物與芳綸短纖維補(bǔ)強(qiáng)的復(fù)合材料,甚至要用到以芳綸纖維漿補(bǔ)強(qiáng)的乙烯丙烯酸彈性體(AEM) 才能達(dá)到。圖5是不同HNBR及CR制作的同步帶在120～130℃條件下功率疲勞壽命相對比值。
4.聚氨酯橡膠
聚氨酯橡膠（PU），是由聚酯（或聚醚）與二異氰酸脂類化合物聚合而成的。它的化學(xué)結(jié)構(gòu)比一般彈性聚合物復(fù)雜，除反復(fù)出現(xiàn)的氨基甲酸酯基團(tuán)外，分子鏈中往往還含有酯基、醚基、芳香基等基團(tuán)。
PU分子主鏈由柔性鏈段和剛性鏈段鑲嵌組成；柔性鏈段又稱軟鏈段，由低聚物多元醇（如聚酯、聚醚、聚丁二烯等）構(gòu)成；剛性鏈段又稱硬鏈段，由二異氰酸酯（如TDI、MDI等）與小分子擴(kuò)鏈劑（如二元胺和二元醇等）的反應(yīng)產(chǎn)物構(gòu)成。軟鏈段所占比例比硬鏈段多。軟、硬鏈段的極性強(qiáng)弱不同，硬鏈段極性較強(qiáng)，容易聚集在一起，形成許多微區(qū)分部于軟鏈段相中，稱為微相分離結(jié)構(gòu)，它的物理機(jī)械性能與微相分離程度有很大關(guān)系。
PU分子主鏈之間由于存在由氫鍵的作用力，因而具有高強(qiáng)度、高彈性。其有以下特點(diǎn)：（1）耐磨性能卓越，耐磨性能是所有橡膠中最高的。實(shí)驗(yàn)室測定結(jié)果表明，PU的耐磨性是天然橡膠的35倍，實(shí)際應(yīng)用中往往高達(dá)10倍左右；（2）強(qiáng)度高、彈性好；（3）緩沖減震性好。室溫下、UR減震元件能吸收10-20%振動能量，振動頻率越高，能量吸收越大。（4）耐油性和耐藥品性良好。PU與非極性礦物油的親和性較小，在燃料油（如煤油、汽油）和機(jī)械油（如液壓油、機(jī)油、潤滑油等）中幾乎不受侵蝕，比通用橡膠好得多，可與丁腈橡膠媲美。缺點(diǎn)是在醇、酯、酮類及芳烴中的溶脹性較大；（5）摩擦系數(shù)較高，一般在0.5以上；（6）耐低溫、耐臭氧、抗輻射、電絕緣、粘接性能良好。
PU按其物理狀態(tài)和加工特點(diǎn)可分為澆注型、混煉型和熱塑性型。雖然三者的基本化學(xué)鏈段相似，但其分子量大小、端基官能團(tuán)含量和類型及分子鏈的飽和度都不盡一致。它們的加工工藝、產(chǎn)品性能及用途等都不相同。其中澆注型聚氨酯橡膠在傳動帶中使用最多。
澆注型聚氨酯橡膠在得到最終產(chǎn)品之前的工藝過程中，各種材料均已液體形態(tài)進(jìn)行加工，因此加工方便，可自動化生產(chǎn)，可以制作復(fù)雜形狀的制品?？捎糜谕綆?、平帶、V帶和多楔帶的生產(chǎn)。其產(chǎn)品耐磨性好、清潔，特別適用于食品、電子、精密儀器、家電和紡織等要求無污染場合。聚氨酯橡膠由于摩擦系數(shù)比一般橡膠高，制作的V帶夾角不是一般V帶40度，而是50度，稱為廣角帶，比一般V帶傳遞功率高、帶體受力均勻，使用壽命長。
普通的澆注型聚氨酯橡膠柔性鏈段是聚酯結(jié)構(gòu)，其耐熱性和耐水性較差，近年來已向綜合性能更佳的四氫呋喃均聚醚(簡稱PTMG)類聚氨酯材料，它除具備聚酯類聚氨酯橡膠機(jī)械強(qiáng)度高、而磨性能好等優(yōu)點(diǎn)外，還具有優(yōu)異的耐水解性、耐霉菌性及耐老化性等，因而由PTMG制備的聚氨酯傳動帶其綜合性能最佳，產(chǎn)品的貯存穩(wěn)定性也更好。
熱塑性聚氨酯橡膠（TPU）主要用于無接頭（開口）同步帶，可用擠出工藝，加工很方便，可生產(chǎn)無限長同步帶。
5.丁腈橡膠
丁腈橡膠（NBR）由丁二烯與丙烯腈共聚而制得的一種合成橡膠。是耐油、耐磨性、耐老化性能較好的合成橡膠。廣泛用于制各種耐油橡膠制品、多種耐油墊圈、墊片、套管、軟包裝、軟膠管、印染膠輥、電纜膠材料等，在汽車、航空、石油、復(fù)印等行業(yè)中成為必不可少的彈性材料。在傳動帶中主要用于片基平帶表層覆蓋膠，具有耐磨、耐老化、抗靜電等優(yōu)點(diǎn)，如圖6。
圖6 片基平帶結(jié)構(gòu)
6.氯磺化聚乙烯橡膠
氯磺化聚乙烯橡膠(CSM) 氯磺化聚乙烯(筒稱CSM)是低密度聚乙烯或高密度聚乙烯經(jīng)過氯化和氯磺化反應(yīng)制得的一種特種橡膠。分子量一般在20000- 30000之間。CSM 具有獨(dú)特的綜合性能，具有良好的著色性、耐油、耐熱、抗氧化性、耐候性、耐腐蝕性、阻燃性、耐磨性和韌性，因而用途廣泛。其耐熱、耐候等性能比CR好，這種橡膠在HNBR出現(xiàn)之前，一直看好用于汽車同步帶。
CSM相比于CR和HNBR，其低溫性能差，滯后損失大等缺點(diǎn)，為了改善這些性能，又出現(xiàn)一種烷基化氯磺化聚乙烯橡膠（ACSM），適用于動態(tài)使用的橡膠制品。
7.熱塑性彈性體
熱塑性彈性體(TPE)亦稱熱塑性橡膠(TPR)是一種兼具橡膠和熱塑性塑料特性的材料。在正常使用溫度下，一相為流體(使溫度高于它的Tg─玻璃化溫度)，另一相為固體(使溫度低于它的Tg或等于Tg)，并且兩相之間存在相互作用。即在常溫下顯示橡膠彈性，高溫下又能塑化成型的高分子材料，具有類似于橡膠的力學(xué)性能及使用性能、又能按熱塑性塑料進(jìn)行加工和回收，它在塑料和橡膠之間架起了一座橋梁。因此，熱塑性彈性體可象熱塑性塑料那樣快速、有效的、經(jīng)濟(jì)的加工橡膠制品。就加工而言，它是一種塑料；就性質(zhì)而言，它又是一種橡膠。熱可塑性彈性體有許多優(yōu)于熱固性橡膠的特點(diǎn)。最近30多年來，熱塑性彈性體作為第三代橡膠在世界各地取得了極為迅猛的發(fā)展?，F(xiàn)在，熱塑性彈性體的產(chǎn)量早已逾越第二代的液體橡膠，成為當(dāng)今橡膠工業(yè)的又一新型材料。
熱塑性彈性體品種繁多，有直接化學(xué)聚合的如TPU、有共混的，其中共混型TPE以動態(tài)硫化法制備的完全硫化型性能最好，又稱熱塑性硫化膠（TPV），典型的TPV為EPDM/PP的共混物，在相態(tài)上它是完全交聯(lián)的EPDM顆粒分散于PP基質(zhì)中。在TPV中由于橡膠組份已被充分交聯(lián)，所以材料的強(qiáng)度、彈性、耐熱性及抗壓縮永久變形和耐疲勞、耐磨性、耐化學(xué)品及加工性能大大改善。原Monsanto公司上世紀(jì)80年代推出的Santoprene熱塑性彈性體，即為此技術(shù)開發(fā)的。
以色列Volta公司在上世紀(jì)90年代用Santoprene熱塑性彈性體開發(fā)了一種不用硫化，直接用TPV熱熔接成型技術(shù)生產(chǎn)V帶，具有工藝簡單，能耗低，效率高，Ｖ帶換型簡便，生產(chǎn)靈活性好，產(chǎn)品使用壽命長，伸長小，尺寸準(zhǔn)確和耐磨性好等特點(diǎn)。其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖7所示，與包布V帶性能對比如表2，可以看出，無論是強(qiáng)度還是疲勞壽命等，TPV V帶性能比包布V帶好得多。
1-TPV頂膠；2-聚酯線繩；3-TPV齒形壓縮膠
圖7 熱塑性彈性體V帶
表2 C型V帶性能對比
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性 能
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TPV V帶
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包布V帶
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整根拉伸強(qiáng)度，KN/根
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11.17
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8.89
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1.8KN定負(fù)荷伸長率，%
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1.1
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3.0
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線繩抽出力，KN/mm
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38.4
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—
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50h疲勞試驗(yàn)重量損失率，%
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0.58
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2.44
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疲勞壽命，h
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70
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4
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內(nèi)周長變化率，%
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1.04
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2.37
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作者簡介：吳貽珍（1963-），男，無錫市貝爾特膠帶有限公司副總經(jīng)理、高級工程師、中國機(jī)械工程學(xué)會帶傳動專業(yè)技術(shù)委員會副主任委員、全國帶輪與帶標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會副主任委員、全國帶輪與帶標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會同步帶分技術(shù)委員會主任委員、中國機(jī)械工程學(xué)會高級會員、中國機(jī)械工程學(xué)會機(jī)械傳動分會委員、中國化工學(xué)會橡膠專業(yè)委員會委員、《中國橡膠》雜志社特約專家、《橡膠工業(yè)》雜志社編委。
