在輪胎各部件中加入短纖維有降低成本和改善橡膠使用性能作用。如果短纖維使用和取向得當(dāng), 則可開發(fā)出重量輕、滾動(dòng)阻力低、安全、舒適、駕駛靈活穩(wěn)定的輪胎。
1、胎面膠
短纖維補(bǔ)強(qiáng)胎面膠的短纖維取向(排列)有3種可能: 徑向取向, 即短纖維沿輪胎半徑方向取向, 垂直于路面; 周向取向, 即短纖維沿輪胎圓周方向取向; 軸向取向, 即短纖維沿輪胎軸向取向,也就是沿垂直于周向取向。3種取向均可降低滾動(dòng)阻力10% ~ 17% 。其中, 徑向取向既可提高耐磨性, 大大降低胎面生熱量, 又可使輪胎有較高的橫向剛度, 改善駕駛的靈活性。但是。應(yīng)當(dāng)指出, 由于用短纖維取代了部分炭黑, 使炭黑用量有所減少, 有可能會(huì)影響胎面對(duì)地面, 特別是濕路面的抓著力。通過采用兩層結(jié)構(gòu)胎面(冠部/基部膠)可解決這個(gè)問題, 其中胎冠膠由普通胎面膠制成, 而基部膠則由短纖維沿徑向取向的短纖維補(bǔ)強(qiáng)橡膠制成, 可使輪胎的滾動(dòng)阻力和轉(zhuǎn)向響應(yīng)性都得到改善, 同時(shí)也提高了輪胎的抓著性能。
2、帶束層邊部膠
短纖維補(bǔ)強(qiáng)的膠條可用于子午線輪胎的帶束層邊部以減少生熱，并有助于防止帶束層邊緣脫開，減少磨損。短纖維補(bǔ)強(qiáng)還可改善胎面胎肩處的耐磨性, 提高屈撓疲勞性和降低成本。
3、胎側(cè)膠
用沿輪胎周向和徑向取向的短纖維替代胎側(cè)膠料中的一部分炭黑, 可減小胎側(cè)厚度, 進(jìn)而提高乘坐舒適性并減輕輪胎重量(胎側(cè)膠的重量減輕了40% )。據(jù)專利報(bào)道, 將碳纖維和芳綸短纖維用于胎側(cè)中, 可改善輪胎的行駛性能和乘坐舒適性。
4、氣密層膠
短纖維補(bǔ)強(qiáng)膠料用于子午線輪胎氣密層可提高膠料的強(qiáng)度和模數(shù), 防止氣密層被刺傷, 從而起到保護(hù)氣密層的作用。氣密層膠料的短纖維用量一般為3. 5份。在氣密層膠料中添加纖維素纖維可提高膠料的流動(dòng)阻力和生膠強(qiáng)度, 進(jìn)而提高厚度均勻性, 減小膠料滲透簾布的傾向。另外, 纖維素纖維和操作油(可減小門尼粘度) 的加入不會(huì)影響氣密層膠料的空氣或蒸汽的透氣性。
5、子口包布
短纖維膠料用于代替子口包布的效果相當(dāng)于尼龍子口包布, 甚至更好, 因?yàn)槟猃堊涌诎寄湍バ圆缓? 而短纖維膠料可進(jìn)一步提高耐磨性能和生膠強(qiáng)度, 降低成本, 短纖維用量一般為5~10份。
6、三角膠條
在三角膠條膠料中使用短纖維可進(jìn)一步提高胎圈膠料的硬度, 減少子午線輪胎的滾動(dòng)阻力, 提高模量。當(dāng)膠料中添加10 份纖維素纖維時(shí), 能夠?qū)⑷悄z條的厚度減半而不損失其剛性度, 可降低成本和減少重量。普通填充膠條膠料常常具有高門尼粘度和高硬度并在加工過程有焦燒傾向, 如果添加5% ~ 10% 纖維素纖維, 即可獲得等同或高于現(xiàn)用的較低門尼粘度膠料所賦予的剛性, 而且焦燒安全性更好。
7、胎圈包布
用5~ 15份的纖維素纖維取代輪胎胎圈包布所用的傳統(tǒng)織物, 可使成本顯著下降。加入5% ~ 10% 的短纖維, 可在保證加工粘度和焦燒安全性的前提下獲得滿意的剛性, 并可解決因添加高硬度樹脂(如高苯乙烯樹脂) 所造成的加工困難及溫度升高, 硬度迅速下降的問題。
8、澆注輪胎
在液體橡膠中加入短纖維(澆鑄法)制造澆鑄輪胎可使橡膠加工工藝發(fā)生根本性的變化。據(jù)稱, 日本用尼龍短纖維與液體橡膠復(fù)合已能獲得強(qiáng)力相當(dāng)于二層簾線輪胎胎體的水平。