Analýza faktorov ovplyvňujúcich pevnosť v ťahu tkanín, ktoré sa vyskytujú gumové materiály

V oblasti materiálov vedy je všeobecne uprednostňovaná gumová guma ako vysokovýkonný kompozitný materiál, pretože kombinuje flexibilitu gumy s charakteristikami pevnosti tkaniny. Tento typ materiálu sa široko používa v pneumatikách, dopravníkových pásoch, tesneniach a rôznych konštrukčných komponentoch a jeho pevnosť v ťahu je jedným z kľúčových ukazovateľov na meranie jeho výkonu. Pevnosť v ťahu sa týka nielen zaťažovacej kapacity materiálu, keď je vystavená sile, ale tiež priamo ovplyvňuje životnosť a bezpečnosť produktu. Cieľom tohto článku je preskúmať metódu spojenia medzi vrstvou zosilnenia tkaniny a gumovou matricou a vplyv hrúbky a hustoty vrstvy zosilnenia tkaniny na pevnosť v ťahu, aby sa poskytla teoretická podpora pre výskum a vývoj a aplikáciu súvisiacich materiálov.

1. Vplyv metódy väzby na pevnosť v ťahu
Metóda väzby medzi vrstvou zosilnenia tkaniny a gumovou matricou je jedným z kľúčových faktorov, ktoré určujú celkový výkon kompozitného materiálu. Dobré spojenie je ako puto, ktoré pevne spája vrstvu výstuže a maticu, aby sa zabezpečilo, že títo dvaja môžu spolupracovať počas procesu ťahu a spoločne znášať ťahové zaťaženie. Ideálny stav väzby znamená, že napätie sa rovnomerne prenesie medzi rozhraniami, čím sa zabráni skorému zlyhaniu spôsobeným koncentráciou stresu.

Kľúčom k dosiahnutiu dobrého spojenia je výber vhodného lepidla, optimalizácia procesu spojenia a zabezpečenie čistenia a ošetrenia povrchu tkaniny. Napríklad predbežné ošetrenie povrchu tkaniny špecifickým základným náterom môže zlepšiť zmáčateľnosť a chemické spojenie medzi gumou a látkou, čím sa zvýši medzifázová adhézia. Okrem toho technológia naliehavej na horúcu podporuje penetráciu a difúziu gumových molekulárnych reťazcov reguláciou teploty, tlaku a času, čo ďalej zvyšuje interakciu medzifázovej interakcie.

Naopak, ak je spojenie slabé, spôsobí na rozhraní sklz alebo rozlúšanie, čo znemožňuje efektívne prenos zaťaženia v ťahu do výstužnej vrstvy, čo výrazne zníži pevnosť v ťahu kompozitného materiálu. Optimalizácia metódy spojenia je preto účinným spôsobom, ako zlepšiť pevnosť v ťahu gumových materiálov vystužených látkou.

2
Hrúbka a hustota vrstvy zosilnenia tkaniny, ako ďalší dôležitý parameter, má tiež hlboký vplyv na pevnosť v ťahu. Intuitívne zvýšenie hrúbky a hustoty posilňovacej vrstvy znamená zavedenie viac vlákien na znášanie záťaže, čím sa zlepší celková pevnosť a tuhosť materiálu. Toto je obzvlášť vhodné pre aplikácie, ktoré musia odolávať veľkému ťahovému napätiu, ako je napríklad jatočná vrstva pneumatík ťažkých vozidiel.

Avšak príliš hrubá vrstva výstuže môže mať tiež nepriaznivé účinky. Na jednej strane príliš vysoká hustota a hrúbka zvýši celkovú tuhosť materiálu, čo bude mať za následok zníženie jeho flexibility, keď je vystavená dynamickému zaťaženiu, čo ovplyvňuje výkonnosť a výkon absorpcie nárazu produktu. Na druhej strane, príliš hrubá vrstva výstuže môže zvýšiť hmotnosť materiálu, ktorý neprináša trend ľahkého dizajnu a zvyšuje výrobné náklady.

Preto je v praktických aplikáciách potrebné komplexne zvážiť konečné použitie materiálu, pracovného prostredia a nákladovej efektívnosti a primerane navrhnúť hrúbku a hustotu posilňovacej vrstvy. Prostredníctvom presnej analýzy simulácie a experimentálneho overenia sa zistilo, že najlepším vyváženým bodom sa dosahuje optimalizácia pevnosti v ťahu a ďalšie ukazovatele výkonnosti.