Доцент СПбГУПТД рассказала о работе над созданием отечественных анидных армирующих материалах для шин на конференции Technotextil

В Крокус Экспо в Москве завершилась Международная конференция технического текстиля, нетканых материалов и оборудования Technotextil 2024, одним из научных партнеров деловой программы которой выступил Университет промышленных технологий и дизайна. В деловую программу вошли специализированные конференции, семинары и лекции от приглашенных спикеров, в том числе ученых СПбГУПТД, которые представили свои инновационные решения научному и бизнес сообществу России, Индии, Китая, Узбекистана, Турции и Туниса в области инженерного и технического текстиля.

Доцент кафедры инженерного материаловедения и метрологии СПбГУПТД, руководитель ряда российских deeptech стартапов Ольга Москалюк представила на конференции доклад об исследованиях и разработках в области анидных армирующих текстильных материалов: корд, сеток и каркасов. Сегодня такие материалы применяются в производстве автомобильных и авиационных шин, но до сих пор в России не производятся. На базе стартап студии Ольга работает над запуском отечественного производства анидных армирующих материалов. СПбГУПТД выступает одним из научных партнеров проводимых исследований научной группы под руководством Ольги Москалюк. Публикуем основные тезисы ее выступления на конференции Technotextil 2024.

Где в шинах используется текстиль.

Автомобильные шины представляют собой сложные армированные конструкции. В качестве армирующих материалов применяются текстильные нити, кордшнуры и кордные ткани на основе синтетических, искусственных и, реже, натуральных волокон.

Армирующие материалы обладают большей по сравнению с резиной упругостью и прочностью, используются для создания прочного каркаса (покрышки, рукава, приводные ремни), для обеспечения определенной конфигурации резины в изделии (резиновые подшипники, резинометаллические втулки, обрезиненные валы), а также для упрощения монтажа изделий в машинах и агрегатах (виброизоляторы, подвески и т.п.)

Способность армированных изделий воспринимать и выдерживать значительные нагрузки, продолжительность их эксплуатации во многом зависят от вида армирующего материала и прочности его крепления к резине.

Кордные ткани.

Это ткани полотняного переплетения, состоящие из кордных нитей в качестве основы и более тонких, менее прочных уточных нитей. Эксплуатационные свойства кордных тканей определяются нитями основы. Основные типы текстильных кордных тканей: вискозный корд, анидный корд, капроновый корд, полиэфирный корд, и, реже, для изделий специального назначения — арамидный корд.

В зависимости от особенностей механического нагружения изделия при эксплуатации к армирующим тканям предъявляются различные требования. Так, ткани для рукавов должны обладать одинаковой прочностью и растяжимостью по основе и утку. Ткани для армирования транспортерных лент и плоских приводных ремней должны иметь большую прочность и растяжимость по основе, чем по утку. Ткани для силового слоя клиновых ремней должны иметь большую прочность и сравнительно низкую растяжимость по основе, тогда как оберточные ткани должны быть равнопрочными, обладать высокой эластичностью и стойкостью к истиранию.

Корд для каркаса шин должен иметь достаточную эластичность, высокое сопротивление действию статических, ударных и многократно повторяющихся нагрузок, сохранять прочностные характеристики и геометрические размеры при действии повышенных температур и увлажнении.

Корд для брекера шин должен быть более прочным и жестким, чем корд для каркаса, иметь высокий модуль при растяжении и сверх высокий динамический модуль, не разрушаться при небольших до 5% деформациях сжатия.

Важным свойством армирующих материалов является их влагостойкость (т.е. сохранение прочности при увлажнении). Влагостойкость определяется гидрофобностью полимера волокна. Увеличение гидрофобности, с одной стороны, повышает влагостойкость, с другой, — отрицательно сказывается на смачиваемости волокна водными пропиточными составами на основе латексов, что может привести к ухудшению прочности связи армирующего материала с резиной.

Области применения кордных тканей в шинной промышленности.

Вискозный корд — каркас грузовых крупногабаритных шин диагональной конструкции. Капроновый корд — каркас грузовых и легкогрузовых шин диагональной и радиальной конструкции. Анидный корд — каркас авиационных и легковых шин радиальной конструкции, каркас шин для тяжелых автомобилей Полиэфирный корд — каркас легковых высокоскоростных шин. Арамидный корд — авиационные шины, радиальные грузовые шины, термостойкие резинокордные оболочки. Арамидный корд позволяет создавать новые конструкции шин, характеризующиеся по сравнению с конструкциями, армированными металлокордом, большей грузоподъемностью, скоростью, пробегом, меньшей массой и расходом топлива.

Совершенствование кордных тканей.

Развивается в нескольких направлениях: применение новых волокнообразующих полимеров, использование при производстве ткани комбинированных нитей, т.е. нитей из двух разных волокнообразующих полимеров (гибридный корд), повышение прочности волокон путем совершенствования технологии производства, повышение разрывной нагрузки нитей корда, путем совершенствования текстильной структуры нити, уменьшение числа дефектов корда и улучшение упаковки и условий хранения.