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摘要：输送带用材料及其应用新进展成为当前业内的研究重点，本文以文献对比法和理论分析法，对织物输送带芯所用纤维原料和骨架结构的发展现状和趋势进行了对比分析，，重点阐述芳纶高强力输送带的特性、开发和应用前景。供相关领域研究人员参考。
关键词：输送带；织物；骨架材料；发展；趋势
0引言
带芯是输送带重要的骨架材料，它所用的原料和结构直接影响输送带的性能，如承载能力、强力、伸长等。输送带的品种很多，根据带芯所用材料的不同，可以分为织物芯输送带、钢丝绳芯输送带、钢网输送带等。织物芯输送带是传统结构的输送带，它的产量占输送带总产量的大部分。目前，织物带芯按结构可分为帆布带芯、整体织物带芯、直经直纬织物带芯及其变型。帆布带芯和整体织物带芯在我国已经形成规模，直经直纬带芯正处于起步阶段，还没有大规模进行生产。本文主要从纤维原料和组织结构方面来介绍织物输送带芯的发展现状和趋势。
1输送带的组成、分类、结构及骨架材料
1.1输送带组成
输送带是安装在输送机上用以承载和输送物料的胶带，一般由骨架（带芯）、芯层胶料和盖胶3个主要部分组成。
（1）骨架（带芯）。其作用为：a.提供必要的拉伸强度；b.吸收输送物料的冲击；c.提供必要的纵向和横向刚度；d.使接头具有足够的强度。
（2）芯层胶料。芯层胶料使骨架织物层之间或钢丝绳之间有高的结合强度，并具有缓冲和隔离作用，使胶带具有良好的整体性和耐屈挠性。
（3）盖胶。盖胶为胶带表面层，起保护骨架、传递动力与输送物料、抵抗物料磨损和冲击、阻隔潮湿和微生物腐蚀的作用，并且能够增大牵引力倾斜度、控制物料并满足输送不同物品需要。
1.2输送带的分类
输送带分类方法甚多，如金属材料抗拉输送带包括钢丝绳芯输送带、钢网特种输送带和钢丝绳牵引输送带，纤维材料抗拉输送带包括多层织物芯输送带、整体带芯输送带和少层（1～2层）织物芯输送带。输送带按骨架材料分为芳纶、钢丝绳芯、钢网、钢缆、锦纶、涤锦、涤棉、维纶、维棉、棉等输送带。按强度级别分为轻型、中型、重型及超重型输送带，容许工作强度分别为50，50～150，150～300和300N·mm-1以上。输送带的容许工作强度一般为胶带拉断强度的7%～14%，对设计者而言是很重要的参数。
1.3输送带的结构
输送带的结构由于骨架材料种类和组织不同而有所差异，普通钢丝绳芯输送带结构形式的输送带分别如图1所示。
1.4输送带用骨架材料
输送带用骨架材料有各种纤维织物和金属织物，如棉、维纶、锦纶、聚酯、芳纶及钢丝绳。棉纤维强度最低，耐化学和耐热性能差，不耐冲击，吸湿性大，易腐蚀霉烂。维纶即聚乙烯醇纤维，在无机酸、霉菌和微生物作用下稳定，与棉纤维相比有若干长处，但远不如锦纶和聚酯纤维材料。锦纶是聚酰胺纤维，有锦纶6和锦纶66。锦纶纤维具有很高的强度和弹性、较低的杨氏模量、较大的过渡负荷和破断伸长率，耐多次屈挠、耐冲击、耐磨，与橡胶粘合力高。
聚酯即聚对苯二甲酸乙二醇酯。聚酯纤维的特点是强度和模量高、伸长率较小，是理想的输送带经线材料。芳纶即芳香族聚酰胺纤维，其单位质量破断强度是钢的5倍，耐热、耐冲击、耐屈挠、耐化学作用，但价格昂贵。
钢丝是由碳素钢冷拉而成的圆形丝材，镀锌处理。钢丝绳是由一定数量、一层或多层股线捻制成的螺旋状结构。钢丝绳抗拉强度高、伸长率小、具有耐屈挠疲劳、耐冲击、与橡胶粘合好等特点。用于输送带的纺织物性能不但取决于纤维种类，还取决于织物组织结构。目前输送带用织物结构有平纹结构、整体编织结构、直经结构和帘线结构4种，在国内生产使用最多的是平纹结构织物，其次是整体编织结构织物。输送带用钢丝绳规格性能参见GB/T12753—2008《输送带用钢丝绳》。
2发展趋势
我国织物输送带芯正在快速的发展，使用涤纶，开发新型纤维，提高整体带芯的产量，开发直经直纬带芯及其变型带芯，是我国输送带织物带芯的发展方向。
2.1骨架纤维材料的优化
2.1.1纤维材料的改性
普通锦纶和涤纶的应用在我国已经形成规模，但是锦纶模量低，普通涤纶抗疲劳性差，热收缩相对较大，对原有纤维材料的改性是纤维材料发展的方向之一。
锦纶的改性主要是通过改变其分子链的结构来提高强力、改善尺寸稳定性。美国Asahai公司将锦纶66按强度分为高强、中强和普强三个等级，杜邦公司生产的高强度锦纶66长丝的强度比已有品种强度提高了15%～20%。
对普通涤纶的改性得到一种高模量低收缩高性能涤纶，它的模量高、抗疲劳性好、耐热性好、弹性回复好、蠕变小，是一种具备普通涤纶优点，又有明显性能提高的高性能骨架材料。高性能涤纶用于输送带可以提高输送带强力，减少蠕变伸长，解决多层带在使用过程中出现褶皱的技术难题。
2.1.2开发新型合成纤维
近年来涌现了很多新型合成纤维，适用于输送带芯的也有几种。商品名为stany1的锦纶46纤维，在高温下的模量高，热收缩力大，随时间延长应力保持率高，蠕变率在所有锦纶中最低。POK纤维是以乙烯和一氧化碳为单体的高强度纤维，强度指数为200(涤纶60，PEN纤维100，芳纶300)，模量指数为250，但其生产成本较高。PBO纤维的刚性大，抗张模量是各种合成纤维中最高的，但压缩模量和剪切模量比其他高强高模纤维低。PEN纤维的性能优于涤纶，价格低于芳纶。这些新型的合成纤维都具有好的强伸性能，若能用于输送带芯，可大大提高输送带的性能。
2.1.3应用高性能纤维
一些高性能纤维由于价格高，且刚性大织造难度大，所以应用较少。但是高性能纤维例如碳纤维、玻璃纤维、芳纶已用于输送带芯，可以获得性能优越、轻质的产品。
2.2骨架结构的优化
现有的骨架结构中，整体带芯的应用已经成熟，直经直纬带芯处于起步阶段，但是整体带芯中的经纬纱屈曲仍然较大，直经直纬结构中纱线在织物中不稳定，芳纶和玻璃纤维必须采用直经直纬结构并且只能用于单层结构的输送带，织造困难，影响了输送带性能例如强力、拉伸等性能的改善。这就要求开发新型的骨架结构，进一步减小经纬纱的屈曲，增强织物结构的稳定性，便于应用新型材料，最终达到使输送带带芯轻质高强减层的要求
3结束语
输送带带芯是输送带的关键部件，输送带的发展与带芯的发展密切相关。综合以上论述，对织物输送带芯的现状和发展得出以下结论：
(1)在输送带骨架所用材料方面，锦纶和涤纶的应用已形成规模，棉纤维的地位日益下降。对原有纤维材料进行改性、开发新型合成纤维和应用高性能纤维是输送带骨架材料的三大发展方向。
(2)在输送带骨架结构方面，整芯结构迅速发展，直经直纬结构也开始进入了应用阶段，开发结构稳定、适宜应用新型纤维的轻质高强骨架结构成为织物输送带芯新的发展方向。
参考文献
[1]郝英哲，岳冬梅，杨海波，等.输送带用纤维骨架材料细观力学性能研究[J].橡胶工业，2016，63(10)：590-594.
[2]沈耿亮，李明.输送带用织物和骨架材料发展趋势[J].橡胶工业，2016，63(6)：376-380.
[3]胡世献，王平，窦绵勇，等.煤矿用织物叠层管状阻燃输送带：，CN102642693B[P].2015.
[4]牛洪龙.耐冲击抗磨耗织物芯输送带的研制[J].橡塑资源利用，2008，35(2)：19-22.