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硅膠黏度對(duì)汽車安全氣囊涂層織物力學(xué)性能的影響
2021-12-08 20:10:05· 來源：AUTO內(nèi)飾行家
摘要用不同黏度的硅膠與錦綸66織物經(jīng)刮刀烘干式涂層工藝制得相應(yīng)的汽車安全氣囊涂層織物，對(duì)其力學(xué)性能如斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、撕裂強(qiáng)度、耐磨性能和剛度進(jìn)行了
摘要
用不同黏度的硅膠與錦綸66織物經(jīng)刮刀烘干式涂層工藝制得相應(yīng)的汽車安全氣囊涂層織物，對(duì)其力學(xué)性能如斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、撕裂強(qiáng)度、耐磨性能和剛度進(jìn)行了測(cè)試和分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明: 硅膠性能和涂層界面分布對(duì)涂層織物的力學(xué)性能有著明顯的影響，即隨著硅膠黏度的降低，涂層織物的拉伸斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、撕裂強(qiáng)度和耐磨性能均明顯改善，而剛度維持不變。在設(shè)計(jì)安全氣囊氣袋時(shí)，應(yīng)綜合考慮材料成本和氣囊模塊功能來選用由合適類型的硅膠涂層的錦綸66織物。
關(guān)鍵詞：硅膠，黏度，安全氣囊，聚酰胺長(zhǎng)絲，涂層織物，力學(xué)性能
作者：劉菁
單位：武漢紡織大學(xué)紡織與材料學(xué)院
來源：產(chǎn)業(yè)用紡織品
安全氣囊模塊由線束、氣體發(fā)生器、氣袋、存放艙、蓋子等部件組成，目前硅膠涂層錦綸66 織物是氣袋的主要材料，經(jīng)切割和縫紉制成氣袋。高溫高壓的氣流對(duì)氣袋織物在一瞬間有著很大的沖擊，對(duì)織物的力學(xué)性能要求很高，尤其是織物的拉伸性能和撕裂性能。硅膠作為一種具備耐高溫和良好力學(xué)性能的涂層材料，其自身性能對(duì)涂層織物的力學(xué)性能有著顯著影響。在設(shè)計(jì)氣囊氣袋時(shí)，氣袋的功能設(shè)計(jì)必須要考慮硅膠涂層織物的性能。本文用不同黏度的硅膠與錦綸66 織物經(jīng)刮刀烘干式涂層工藝制得相應(yīng)的汽車安全氣囊涂層織物，通過實(shí)驗(yàn)研究了硅膠性能對(duì)涂層織物力學(xué)性能的影響，并對(duì)氣袋的不同功能的切片選材作了歸納，為氣囊氣袋涂層織物的開發(fā)和氣袋選材設(shè)計(jì)提供參考。
實(shí)驗(yàn)
1.1涂層織物的制備
硅膠涂層織物經(jīng)刮刀烘干式涂層工藝制得。坯布經(jīng)過前處理后經(jīng)卷軸牽引進(jìn)入刮刀涂劑箱，由刮刀和布的移動(dòng)速度來控制涂劑的均勻程度和涂劑量; 然后進(jìn)入150℃溫度的連續(xù)式烘箱，烘干后卷繞，放置在相對(duì)濕度65%，溫度25℃的恒溫恒濕室中24 h 以上。涂層后織物厚度在0.33 mm，面密度為215 g /m。
表1 錦綸66 坯布規(guī)格和力學(xué)性能指標(biāo)
選用三種型號(hào)( 分別為A、B 和C) 不同黏度的硅膠，其黏彈系數(shù)和性能如表2 所示。
表2 硅膠黏彈系數(shù)和性能
硅膠的黏度與硅膠的黏彈系數(shù)成正比。隨著硅膠黏彈系數(shù)的增大，硅膠的黏度提高，其成分中起黏結(jié)抱合作用的彈性體含量有所減少，而起增強(qiáng)作用的無機(jī)填料的含量有所增加。
1.2涂層織物力學(xué)性能的測(cè)試
織物的拉伸性能、撕裂性能、耐磨性能和剛度測(cè)試均根據(jù)EASC 標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，各性能的測(cè)量值均取五次測(cè)量的平均值。測(cè)試織物拉伸性能時(shí)，夾持樣件規(guī)格為20 cm × 5 cm; 織物的耐磨性能以干摩擦試驗(yàn)測(cè)試，主要測(cè)試涂層織物在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的耐磨次數(shù)上的涂層狀況。
結(jié)果與分析
2.1硅膠黏度對(duì)涂層織物拉伸性能的影響
由圖1我們可以看出，涂層織物的經(jīng)向和緯向的拉伸斷裂強(qiáng)度隨著硅膠黏彈系數(shù)的減小均呈增加趨勢(shì)，尤其緯向的強(qiáng)度增加幅度較大。
圖1 涂層織物的斷裂強(qiáng)度與硅膠黏彈系數(shù)的關(guān)系
從圖2 能看出，涂層織物的經(jīng)向和緯向伸長(zhǎng)率均隨著硅膠黏彈系數(shù)減小而增大。這說明較低黏度的硅膠更容易滲透到涂層織物中，增強(qiáng)經(jīng)紗與緯紗交叉部位的黏合力，也增強(qiáng)了平行排列的經(jīng)紗之間以及緯紗之間的黏合力，也增強(qiáng)了紗線內(nèi)部長(zhǎng)絲之間的抱合力，織物在被拉伸時(shí)需要克服更多的斷裂功，從而在總體上紗線的斷裂強(qiáng)度增加和伸長(zhǎng)率增大。這對(duì)耐高壓氣流的沖擊拉伸起到很好的能量吸收作用，起到更好的耐熱拉伸效果。
圖2 涂層織物的斷裂伸長(zhǎng)率與硅膠黏彈系數(shù)的關(guān)系
2.2硅膠黏度對(duì)涂層織物撕裂性能的影響
由圖3可發(fā)現(xiàn)，涂層織物的經(jīng)向和緯向撕裂強(qiáng)度均隨著硅膠黏彈系數(shù)的減小而明顯增加。涂層前的坯布的撕裂強(qiáng)度主要取決于撕裂三角區(qū)的大小和撕裂時(shí)紗線的滑移。涂層后的織物撕裂性能在很大程度上取決于硅膠的黏彈性和硅膠與紗線和纖維之間的抱合力。由此可見，硅膠隨黏彈系數(shù)的減小，其與纖維和紗線的抱合力明顯增強(qiáng)，同時(shí)其中起黏結(jié)和抱合作用的彈性體成分也有所增加，從而明顯地改善了織物的抗撕裂性能。
圖3 涂層織物的撕裂強(qiáng)度與硅膠黏彈系數(shù)的關(guān)系
2.3硅膠黏度對(duì)涂層織物耐磨性能的影響
從圖4能看出，硅膠隨著黏彈系數(shù)的減小，涂層織物的經(jīng)向和緯向耐磨性能均有明顯提高，尤其黏彈系數(shù)為20000的織物在經(jīng)歷2000轉(zhuǎn)的摩擦后其表面的涂層狀況仍舊保持在較好水平。這說明，A 型硅膠的力學(xué)性能和與織物的抱合性能比其他兩種硅膠有著明顯的改觀。
圖4 涂層織物的耐磨性能與硅膠黏彈系數(shù)的關(guān)系
2.4硅膠黏度對(duì)涂層織物剛度的影響
從圖5可以看出，涂層織物的經(jīng)向和緯向剛度隨著硅膠黏彈系數(shù)的變化均保持在同一水平，即織物的剛度維持不變。這說明硅膠的黏度及其在織物中的分布狀態(tài)對(duì)織物的剛度幾乎沒有影響。
圖5 涂層織物的剛度與硅膠黏彈系數(shù)的關(guān)系
硅膠中的無機(jī)填料成分含量可能對(duì)織物的柔軟性有一定的影響，但在本文此黏度系數(shù)范圍內(nèi)，硅膠并沒有影響到織物剛度。
2.5硅膠在涂層織物中的界面分布
圖6顯示了A 型硅膠和C 型硅膠在涂層織物中的分布狀況。從圖6中可以看出，A 型硅膠明顯地滲入到織物中，并與紗線和長(zhǎng)絲呈較明顯的抱合狀態(tài); C型硅膠也有一定程度的滲入，并與紗線有所抱合，但其綁絲程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如A型硅膠。這說明，黏彈系數(shù)小的硅膠更容易滲入到織物中與紗線和纖維形成抱合，達(dá)到良好的綁絲效果，從而明顯改善涂層織物的力學(xué)性能。
( a) A 型硅膠涂層織物
b) C 型硅膠涂層織物
圖6 不同黏度系數(shù)的硅膠在涂層織物中的分布截面圖
結(jié)論
從本文的研究分析可以得到以下結(jié)論:
（1）隨著硅膠黏度降低，涂層織物拉伸性能明顯改善，即斷裂強(qiáng)度增加和斷裂伸長(zhǎng)率增大。
（2）隨著硅膠黏度的降低，涂層織物的撕裂強(qiáng)度明顯增加。
（3）隨著硅膠黏度的降低，涂層織物的耐磨性能明顯提高，而剛度維持不變。
（4） 低黏度的硅膠更容易滲入到織物結(jié)構(gòu)中，形成良好的綁絲狀態(tài)，并且其起黏結(jié)和抱合作用的彈性體成分含量也較大，從而大大改善涂層織物的力學(xué)性能。
（5）低黏度硅膠涂層的織物可作為氣體發(fā)生器與氣袋接觸部位的增強(qiáng)隔熱片體選材，也可以用作泄氣孔部位的增強(qiáng)片體; 氣袋主片體可根據(jù)其充脹后壓力大小來選擇，一般選低黏度的硅膠涂層，每平方米硅膠涂層25g，紗線規(guī)格為470dtex /136f，面密度為215g /m，經(jīng)緯向織物密度均為18 根/cm的錦綸66涂層織物。
參考文獻(xiàn)
［1］卜桂仙． 安全氣囊織物的原料及發(fā)展趨勢(shì)［J］． 產(chǎn)業(yè)用紡織品，1999， 17( 12) : 1-4．
［2］來國(guó)橋，幸松民． 有機(jī)硅產(chǎn)品合成工藝及應(yīng)用［M］． 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社， 2010， 528．
［3］王新厚． 安全氣囊織物的透氣和力學(xué)性能［J］． 紡織學(xué)報(bào)，2005， 26( 6) : 13-14．
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