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膠管是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的橡膠制品，它的應(yīng)用范圍涉及工程機(jī)械、采礦、冶金、石油、化工、汽車、航空、航海、建筑，農(nóng)林、醫(yī)療、家用電器等領(lǐng)域。近年來(lái)，膠管產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外的主要發(fā)展趨勢(shì)是大長(zhǎng)度、大口徑和高壓力，各行各業(yè)在耐高溫、耐低溫、耐屈撓疲勞、耐特殊介質(zhì)和增大流量等方面提出了更高的要求。這些要求具體體現(xiàn)在膠管的編纏化和樹(shù)脂化，這兩種趨勢(shì)互相影響促進(jìn)和推動(dòng)著膠管工業(yè)的發(fā)展。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，膠管的工裝水平有了飛躍的發(fā)展，諸如高速精密鋼絲纏繞機(jī)、旋轉(zhuǎn)式鋼絲/紗線紡織機(jī)、短纖維增強(qiáng)膠管擠出機(jī)、大口徑膠管成型機(jī)、包樹(shù)脂機(jī)、尼龍水布纏解機(jī)、自動(dòng)厚度/直徑測(cè)量/控制裝置、連續(xù)硫化裝置等相繼出現(xiàn)，極大地提高了膠管的生產(chǎn)速度、精度和質(zhì)量。膠管用的聚合物材料已從橡膠擴(kuò)展到塑料，并且有相當(dāng)一部分軟管，尤其是中、低壓軟管廣泛采用熱塑性塑料作為內(nèi)襯層和外覆層。增強(qiáng)材料主要是鋼絲、尼龍和聚酯，芳酰胺纖維已在少量膠管中獲得應(yīng)用。有些特種膠管采用鋼絲簾線或鋼絲繩，有的甚至采用互鎖式纏卷鋼片作為增強(qiáng)材料。計(jì)算機(jī)在膠管結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、擠出模設(shè)計(jì)和膠料配方設(shè)計(jì)中已經(jīng)成功應(yīng)用，加速了膠管新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)步伐。
1國(guó)內(nèi)外膠管產(chǎn)品的現(xiàn)狀
1.1國(guó)外膠管制造公司的戰(zhàn)略動(dòng)向
近年來(lái)，國(guó)外的一些膠管制造商出現(xiàn)了戰(zhàn)略調(diào)整動(dòng)向。這種戰(zhàn)略調(diào)整主要涉及兩個(gè)方面，一是生產(chǎn)向低勞動(dòng)成本地區(qū)轉(zhuǎn)移，二是內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整，其目的是提高利潤(rùn)和保持在某一領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。
1.1.1生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)移
生產(chǎn)基地東移，即向東歐、東亞和東南亞地區(qū)轉(zhuǎn)移。這種東移趨勢(shì)主要鑒于兩大因素，即勞動(dòng)成本和靠近用戶。
專業(yè)生產(chǎn)汽車空調(diào)膠管的意大利馬奴里(Manuli)公司的空調(diào)膠管在歐洲占據(jù)大約12%市場(chǎng)份額。2001年該公司將其荷蘭工廠的所有生產(chǎn)裝置和意大利工廠的部分生產(chǎn)裝置轉(zhuǎn)移到波蘭，因其生產(chǎn)成本較低而在競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì)地位。
德國(guó)鳳凰(Phoenix)公司在羅馬尼亞建立于一家膠管廠，并在匈牙利開(kāi)設(shè)一個(gè)后勤中心，受理東歐的所有業(yè)務(wù)。
日本東海橡膠公司在中國(guó)大連、天津和廣州建立三家獨(dú)資的膠管廠，意在覆蓋華北、華東和華南地區(qū)的汽車市場(chǎng)。
德國(guó)大陸(ContiTech)公司在中國(guó)上海和長(zhǎng)春建立了兩家合資的膠管廠，生產(chǎn)汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向膠管和空調(diào)膠管，供給通用和大眾轎車公司。
1.1.2突出優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域
國(guó)外一些大的膠管公司，為了保持其市場(chǎng)的主導(dǎo)地位，集中優(yōu)勢(shì)于某一或某幾個(gè)增長(zhǎng)較快的領(lǐng)域。
德國(guó)鳳凰(phoenix)公司在汽車流體傳輸系統(tǒng)(加熱冷卻膠管、空氣增壓器膠管、燃油膠管和空調(diào)膠管)和特種膠管(內(nèi)陸和海上石油工業(yè)用膠管、混凝土澆注用膠管等)方面處于領(lǐng)先地位。因此，該公司將技術(shù)力量集中于這兩個(gè)方面，而將其在工業(yè)用膠管市場(chǎng)上不占顯著地位的兩個(gè)液壓膠管生產(chǎn)廠出售，這兩家分別在德國(guó)和馬來(lái)西亞的工廠年銷售額均在1000萬(wàn)歐元左右，可見(jiàn)其調(diào)整力度。
另一種調(diào)整是將原來(lái)只生產(chǎn)和供應(yīng)膠管的分公司改造成管線裝配系統(tǒng)分公司，比如，裝配膠管的燃油管線系統(tǒng)、空調(diào)管線系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向管線系統(tǒng)等，這樣，能夠提高利潤(rùn)，方便制造廠裝配。
1.2我國(guó)膠管企業(yè)體制改革
在我國(guó)膠管行業(yè)中，體制改革正在穩(wěn)步進(jìn)行，促進(jìn)了企業(yè)的發(fā)展，增強(qiáng)了企業(yè)的活力。體制改革是以不同的形式進(jìn)行的，其中包括與外商合資、企業(yè)改制和企業(yè)內(nèi)部機(jī)構(gòu)調(diào)整。
典型的有上海橡膠行業(yè)體制改革；浙江省膠管企業(yè)200家左右，已有三分之二進(jìn)行了改制，實(shí)行了股份制；宜昌中南橡膠集團(tuán)采取對(duì)外招商租賃方法，對(duì)其所屬工廠民營(yíng)化。
企業(yè)內(nèi)部機(jī)構(gòu)重組，改變經(jīng)營(yíng)方式，增強(qiáng)企業(yè)活力。西北橡膠總廠組建了股份合作制公司——特種膠管公司。開(kāi)封鐵塔橡膠集團(tuán)有限公司進(jìn)行機(jī)構(gòu)重組，由原集團(tuán)的三分廠改制為鐵塔高壓膠管有跟公司，實(shí)行股份制，使鋼絲編織膠管的生產(chǎn)出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。
與國(guó)外企業(yè)合資，沈陽(yáng)第四橡膠廠與美國(guó)派克的合資公司--沈陽(yáng)埃迪亞橡膠制品有限公司，已運(yùn)營(yíng)3年多，銷售額和利潤(rùn)都呈穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì)；德國(guó)大陸公司2000年在上海建立了一家合資公司——大陸上海流體有限公司(ContiTechFluidShanghaiCo.Ltd)，生產(chǎn)汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向膠管，供應(yīng)大陸和通用汽車公司；德國(guó)大陸公司還與長(zhǎng)春大洋膠管廠合資成立大陸大洋公司(ContiTechGrandOcean)，主要生產(chǎn)汽車空調(diào)軟管和動(dòng)力轉(zhuǎn)向膠管，為大眾、捷達(dá)、BORA和奧迪A6型轎車配套，該公司已于2002年開(kāi)始生產(chǎn)。
外商獨(dú)資膠管企業(yè)也在我國(guó)陸續(xù)出現(xiàn)。日本東海橡膠工業(yè)株式會(huì)社出資370萬(wàn)美元，收購(gòu)大連一家工廠的膠管生產(chǎn)部分，成立東海大連膠管有限公司，生產(chǎn)普通膠管(一層或兩層橡膠管)，燃料膠管、廢氣排放膠管和廢水排放膠管。東海公司還在天津建立了一家子公司--東海橡膠(天津)有限公司，在廣州籌建東海橡膠(廣州)有限公司，生產(chǎn)汽車用膠管。
1.3膠管產(chǎn)品的最新進(jìn)展
1.3.1汽車膠管
近年來(lái)，國(guó)外在膠管領(lǐng)域研究最多的是汽車用膠管。這是因?yàn)樽陨鲜兰o(jì)70年代開(kāi)始，汽車工業(yè)本身出現(xiàn)了變化，主要是燃油成本的變化，制冷劑的更換，發(fā)動(dòng)機(jī)艙變小，內(nèi)部零部件排列緊湊，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)溫度大幅度提高。除汽車本身以外，環(huán)保法規(guī)要求燃油和制冷劑向大氣中的排放量不得超過(guò)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。因此，要求膠管能耐更高的溫度，耐新型燃油和新型制冷劑，具有更低的燃油和制冷劑滲透性。
(1)燃油膠管
燃油膠管內(nèi)膠層一般使用NBR，但是隨著含氧元素燃料和電子噴射裝置的使用，要求燃油膠管具有更低的滲透性，現(xiàn)在內(nèi)層膠大多采用復(fù)合結(jié)構(gòu)，在內(nèi)膠層的里面內(nèi)襯一層很薄的FKM(氟橡膠)層，或在內(nèi)膠層的外面包覆一層很薄的聚酰胺層，這樣，內(nèi)膠層變?yōu)殡p層結(jié)構(gòu)。
(2)空調(diào)膠管
空調(diào)膠管的改變主要起因于制冷劑的更換。原來(lái)的CFC-12已被HFC-134a所取代，而制冷劑用的潤(rùn)滑劑改為聚亞烷基二醇(PAG)。為了耐高溫、耐制冷劑滲透，空調(diào)膠管的內(nèi)膠層膠料已由NBR改為IIR或HNBR，有些在內(nèi)膠層里面還鑲襯一層聚酰胺內(nèi)襯層。
最初汽車空調(diào)膠管曾使用過(guò)熱塑性塑料——尼龍11制備，現(xiàn)在已基本淘汰，因?yàn)橛驳哪猃垥?huì)將噪音和振動(dòng)從壓縮機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到駕駛室，而橡膠軟管則無(wú)此弊端。
(3)渦輪增壓器膠管
柴油機(jī)在汽車上的應(yīng)用愈來(lái)愈多，因?yàn)椴裼偷膿]發(fā)性比汽油小。柴油機(jī)，甚至汽油發(fā)動(dòng)機(jī)均需裝配渦輪增壓器，這就需要用膠管輸送空氣。這種膠管的一端通常要承受210℃溫度作用，另一端通常為160℃。因此，增壓器膠管應(yīng)具有良好的耐高溫性能。增壓器膠管的結(jié)構(gòu)為硅橡膠內(nèi)襯、氟橡膠內(nèi)膠層、芳酰胺纖維增強(qiáng)層和硅橡膠外膠層。
1.3.2海上輸油膠管
海上輸油膠管分為浮式、半浮式和海底輸油膠管三大類。
浮式輸油膠管一般為整體浮式膠管，浮體為海綿材料。這種膠管在單點(diǎn)系泊浮筒與油輪或海岸之間作輸送原油用。
整體浮式膠管以Phoenix公司的雙層管體結(jié)構(gòu)膠管最為先進(jìn)。這種膠管含有主管體和副管體，二者之間不粘合，在副管體外面是浮體。主管體與副管體之間配置有電子傳感報(bào)警系統(tǒng)。一旦主管體破裂，原油進(jìn)入主、副管體之間，使膠管局部鼓起，并與電子傳感器相接觸，發(fā)出音響和目視警報(bào)，以便以較低的壓力繼續(xù)輸油，然后進(jìn)行更換。
半浮式輸油膠管的基本結(jié)構(gòu)和浮式膠管的主管體相同，只是浮體在膠管成型后另行安裝上去。可根據(jù)浮力大小，在膠管的不同部位安裝不同數(shù)量的外浮體。這種膠管一般用于水中單點(diǎn)系泊系統(tǒng)浮標(biāo)與海底輸油管之間。
海底輸油膠管，最先進(jìn)的當(dāng)屬法國(guó)制造的膠管。這種膠管的增強(qiáng)層為互鎖式纏卷鋼片條，外覆層為聚氨酯，適用于長(zhǎng)期在海底使用。
1.3.3我國(guó)膠管新產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)
我國(guó)膠管行業(yè)在研究與開(kāi)發(fā)方面做了大量工作，取得了可喜的成果，促進(jìn)了膠管行業(yè)的科技進(jìn)步，獲得了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。表1列出了近年來(lái)我國(guó)研究與開(kāi)發(fā)的部分新產(chǎn)品。
1.3.4我國(guó)膠管行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模
我國(guó)膠管行業(yè)發(fā)展至今，生產(chǎn)企業(yè)已發(fā)展到700多家，具有一定生產(chǎn)規(guī)模的140多家，分布在除西藏之外的所有其他省、市、自治區(qū)。產(chǎn)品種類日趨齊全，基本上滿足我國(guó)各行業(yè)對(duì)膠管的需求。生產(chǎn)工藝及裝備系通過(guò)自行研究與開(kāi)發(fā)以及從國(guó)外引進(jìn)，水平在不斷提高。產(chǎn)品性能和質(zhì)量達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，基本滿足各種應(yīng)用要求。產(chǎn)量在逐年增長(zhǎng)。部分產(chǎn)品已打入國(guó)際市場(chǎng)，出口呈逐年遞增之勢(shì)。我國(guó)已成為膠管生產(chǎn)大國(guó)。就整體而言，盡管在某些方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍有一定的差距，但是我國(guó)膠管行業(yè)已經(jīng)達(dá)到世界較高的水平。
自進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)膠管產(chǎn)量在不斷增加。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的統(tǒng)計(jì)，以110家膠管生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)量為基礎(chǔ)，只涵蓋了全國(guó)膠管企業(yè)的主要廠家，仍有大量的小型企業(yè)，乃至部分中型企業(yè)沒(méi)有包括在內(nèi)。因此，全國(guó)膠管實(shí)際總產(chǎn)量遠(yuǎn)高于統(tǒng)計(jì)數(shù)字。在所統(tǒng)計(jì)的企業(yè)中，膠管產(chǎn)量的在100萬(wàn)標(biāo)米以上的有40家左右，占總數(shù)的35%左右。
2國(guó)內(nèi)外鋼絲膠管生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)展
2.1鋼絲編織機(jī)纏繞機(jī)和合股機(jī)
近年來(lái)，鋼絲編織機(jī)和纏繞機(jī)都有一些新的改進(jìn)，特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速更快、效率更高。美國(guó)馬格納泰克(Magnatech)公司的RB-2旋轉(zhuǎn)式鋼絲/紗線編織機(jī)有16、20、24和36錠四種規(guī)格，鋼絲編織機(jī)轉(zhuǎn)速分別為90、80、69和45r/min，紗線編織機(jī)轉(zhuǎn)速分別為100、90、75和50r/min；鋼絲編織機(jī)生產(chǎn)速率分別為1.6m/min(80mmID)、1.8m/min(10.0mmID)、3.0m/min(12.7mmID)和2.5m/min(25.0mmID)；紗線編織機(jī)生產(chǎn)速率分別為1.8、2.0、3.3、2.8m/min。
(2)美國(guó)馬格納泰克(Magnatech)公司的鋼絲纏繞機(jī)已經(jīng)有了新的Wsw-Ⅳ型。WSW-Ⅳ型每組錠子鋼絲根數(shù)為6、5、4和3，鋼絲容量分別為2.95、3.7、5.0和7.0kg，每盤(pán)鋼絲根數(shù)分別為180、150、120和90根，以100r/min轉(zhuǎn)速計(jì)，生產(chǎn)速率分別為11.3m/min(鋼絲纏繞層直徑24.0mm)和4.2m/min(鋼絲纏繞層直徑19.0mm)。
無(wú)論是WSW-Ⅲ型，還是WSW-Ⅳ型，轉(zhuǎn)速均提高33%，達(dá)100r/min，鋼絲容量均為635kg(按180根計(jì))。在基本結(jié)構(gòu)不變的情況下WSW-Ⅳ型鋼絲纏繞機(jī)可有鋼絲的三種預(yù)設(shè)定裝置——標(biāo)準(zhǔn)型、軟芯法和大口徑管預(yù)設(shè)定裝置。轉(zhuǎn)換時(shí)間比WSW-Ⅲ型減少50%，每盤(pán)30-40min，從而提高了加工效率和生產(chǎn)率。使用大口徑管預(yù)設(shè)定裝置，可以生產(chǎn)外徑7.6-64mm的膠管。
歐洲出現(xiàn)了一種新型鋼絲纏繞機(jī)，有24錠和36錠兩種規(guī)格，其基本結(jié)構(gòu)與美國(guó)馬格納泰克(Magnatech)公司的纏繞機(jī)相似，主要區(qū)別在于其錠子結(jié)構(gòu)和纏繞口型。這種纏繞機(jī)的鋼絲不是單根從每個(gè)錠子上引出并鋪設(shè)到膠管上，而是像編織膠管的鋼絲那樣多根鋼絲以鋼絲帶的形式鋪設(shè)到膠管上。它的錠子，如同編織機(jī)的錠子一樣，每個(gè)錠上面合股若干根鋼絲，這種纏繞機(jī)所用的鋼絲不使用導(dǎo)線機(jī)，而與編織膠管一樣，使用鋼絲合股機(jī)。
(3)美國(guó)馬格納泰克(Magnatech)公司推出一種新型的鋼絲合股機(jī)——BW-7-ELC型帶有電子長(zhǎng)度控制放線裝置的鋼絲合股機(jī)；這種合股機(jī)錠子最大轉(zhuǎn)速2250r/min，生產(chǎn)速率520m/min，鋼絲帶寬10mm，每一帶寬可容納0.2-0.6mm鋼絲3-36根。合股機(jī)配備有單板計(jì)算機(jī)和操作員接口，可控制伺服電機(jī)速度和旋轉(zhuǎn)方向，以獲得正確的導(dǎo)程和橫向長(zhǎng)度；操作員只需輸入錠子類型、鋼絲直徑、鋼絲根數(shù)、每錠鋼絲長(zhǎng)度和鋼絲最大線性速度，機(jī)器可自動(dòng)為所選擇的錠子類型提供正確的橫向長(zhǎng)度設(shè)定值，為操作員選擇的鋼絲直徑/根數(shù)組合提供所需的導(dǎo)程，并在運(yùn)行過(guò)程中按需要加以調(diào)節(jié)；可通過(guò)RS-232通道遠(yuǎn)程為機(jī)器狀態(tài)和生產(chǎn)速率數(shù)據(jù)提供選擇。
2.2成型工藝
三種傳統(tǒng)的鋼絲編織膠管的成型工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)。硬芯法，生產(chǎn)長(zhǎng)度受到限制，生產(chǎn)效率較低，難以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化和連續(xù)化，但產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定，膠管的尺寸比較準(zhǔn)確，性能得到保證。軟芯法，產(chǎn)品外觀光滑光亮，規(guī)格尺寸準(zhǔn)確，性能穩(wěn)定，長(zhǎng)度也比硬芯法有所增大，它適用于生產(chǎn)直徑為38mm以下的大長(zhǎng)度膠管。無(wú)芯法是將壓縮空氣或低壓水充入軟管內(nèi)代替膠芯，內(nèi)膠層先半硫化，然后經(jīng)冷凍硬化后再進(jìn)行編織，這種方法具有工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，可生產(chǎn)大長(zhǎng)度膠管的特點(diǎn)，有利于自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，但存在尺寸公差難控制、外膠層易起泡、產(chǎn)品性能不穩(wěn)定等缺陷。
上世紀(jì)80年代初出現(xiàn)了固定芯棒法和回轉(zhuǎn)芯棒法擠出工藝。固定芯棒法是英國(guó)專利，采用表面多孔的中空硬芯棒，將其一端固定在擠出機(jī)上，擠出內(nèi)膠層時(shí)，通過(guò)芯棒內(nèi)的壓力流體，在芯棒和內(nèi)膠層之間形成一個(gè)潤(rùn)滑層，使管胚在芯棒上移動(dòng)，在內(nèi)膠層離開(kāi)芯棒前，即將增強(qiáng)層編織好?；剞D(zhuǎn)芯棒法是使芯棒穿過(guò)擠出機(jī)螺桿，或固定在螺桿上，進(jìn)行內(nèi)膠層擠出和編織增強(qiáng)層。這兩種工藝屬無(wú)芯法的擴(kuò)展，無(wú)需半硫化內(nèi)膠層，產(chǎn)品規(guī)格準(zhǔn)確。
2.3膠料配合
鋼絲編織膠管的破壞主要是爆破或接頭處斷裂。因此，除了要求膠管的外層膠耐使用環(huán)境老化、內(nèi)層膠耐液壓介質(zhì)外，還應(yīng)具有較高的定伸應(yīng)力、動(dòng)態(tài)疲勞性能、撕裂強(qiáng)度和較低的壓縮永久變形等。
2.3.1膠種選擇
內(nèi)層膠視滿足壓力介質(zhì)的性質(zhì)和溫度范圍而定，除常用的NBR(丁腈橡膠)外，考慮到更低滲透性的要求，已使用IIR(丁基橡膠)、FKM(氟橡膠)、HNBR(氫化丁腈橡膠)、改性尼龍。為降低成本，在內(nèi)層膠外涂覆一層薄薄的FKM或改性尼龍層。
中膠層膠料可選擇低丙烯腈含量的丁腈橡膠或氯丁橡膠。通過(guò)向膠料中加入SBR或CR，可改善鍍銅鋼絲與NBR膠料的粘合性能。
外膠層以往以CR(氯丁橡膠)為主，目前已廣為采用EPDM(三元乙丙橡膠)、IIR(丁基橡膠)、NBR(丁腈橡膠)與CSM(氯磺化聚乙烯)或氯化聚乙烯或ECO(氯醚橡膠)并用，以提高耐天候性、耐臭氧和低溫性能。
2.3.2硫化體系
硫化體系要根據(jù)具體膠種而定，若是丁腈橡膠，通常采用硫黃硫化體系。促進(jìn)劑以噻唑類和次磺酰胺類效果較好。在NBR與CR并用的配方中，若CR配比大于NBR，應(yīng)按CR的硫化體系配合。如將氧化鋅、氧化鎂等硫化活性劑并用，不僅可以取得良好的硫化效果，還可以提高膠料的粘合強(qiáng)度。同時(shí)，配合適量的氧化鎂可獲得較好的耐熱性能及抗壓縮性能。
2.3.3補(bǔ)強(qiáng)劑及填充劑
通常配用高耐磨爐黑HAF、通用爐黑GPF或兩者并用，或與半補(bǔ)強(qiáng)爐黑SRF并用。若并用部分快壓出炭黑，則擠出阻力小，管胚表面光亮。若配用大量的噴霧炭黑，可獲得更為滿意的綜合物理機(jī)械性能、低溫性能和擠出性能，壓出的管坯表面光澤性好，可提高膠料的密實(shí)性和定型性。中層膠可并用白炭黑，以提高膠料與鋼絲的粘合性能。
2.3.4粘合體系
通常采用間甲白粘合體系來(lái)提高NBR膠料與鍍銅鋼絲編織層的粘合強(qiáng)度。在酚醛樹(shù)脂(RF樹(shù)脂)、HMMM與白炭黑并用試驗(yàn)中，白炭黑用量是改善膠料與鍍黃銅鋼絲粘合性能的主要因素。
鈷鹽可以明顯改善鍍銅鋼絲與橡膠之間的粘合性能，在中膠層采用硼?；捙c粘合劑AS-88并用，可取得良好的粘接效果。
2.3.5軟化劑
軟化劑用量不宜過(guò)多，否則會(huì)影響膠料粘合性能。在丁腈橡膠和氯丁橡膠的配合中，增塑劑的品種以酯類效果較好，其中脂肪二元酸酯(如己二酸二辛酯等)的增塑效果及低溫性能比苯二甲酸酯類(如鄰苯二甲酸二丁酯等)更為優(yōu)異，兩者并用效果更好。
2.3.6防老劑
一般認(rèn)為，防老劑對(duì)粘合性能的直接影響不大。但防老劑BLE對(duì)橡膠，特別對(duì)丁腈橡膠與鍍銅鋼絲的粘合有特殊的增粘作用。因此，在中膠層配方中，可采用防老劑BLE提高膠層與鋼絲骨架的粘合強(qiáng)度。
2.3.7增強(qiáng)材料
有兩種化學(xué)纖維有望取代鋼絲用于編織膠管，使膠管的質(zhì)量減輕，柔軟性好，強(qiáng)度高。
一種是芳綸，它既有鋼絲的強(qiáng)度，又有纖維的柔性，它相對(duì)密度小、模量高、強(qiáng)度大、變形小、耐腐蝕、耐高溫且阻燃(550℃以上才分解炭化，可長(zhǎng)時(shí)間在300℃的高溫下工作)，耐疲勞性良好，是一種很有發(fā)展前途的骨架材料。至于它與橡膠的粘合問(wèn)題，通過(guò)對(duì)芳綸進(jìn)行等離子處理后有較大改善。
另一種是POK纖維(聚甲酮纖維)(英國(guó)SHEII公司產(chǎn)品)，這是一種超高強(qiáng)度、超高模量纖維，其強(qiáng)度指數(shù)為200(人造絲100、聚酯60、PEN100、芳綸300)，模量指數(shù)為250(人造絲100、聚酯60、PEN100、芳綸300)，而且有極高的耐熱性，它收縮率低，無(wú)需浸漬處理，與橡膠的結(jié)合非常好。
2.4膠管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
鋼絲編織膠管的編織層通常都按平衡角(54°44′)進(jìn)行編織而成，這種結(jié)構(gòu)的膠管具有承壓性能好、彎曲性能好、材料利用率高等優(yōu)點(diǎn)，但是這種編織結(jié)構(gòu)仍存在著缺陷。54-44，是從單層薄壁容器受力狀態(tài)分析推導(dǎo)出來(lái)的經(jīng)典角度，但對(duì)像高壓膠管這種多層增強(qiáng)的厚壁管體，這個(gè)角度就不很適用了。比如，按這個(gè)角度設(shè)計(jì)的膠管，一個(gè)工作層其爆破壓力可達(dá)理論值的80%左右，兩個(gè)工作層約75%，三個(gè)工作層只有65%左右，四個(gè)工作層或小口徑膠管的三個(gè)工作層，要達(dá)50%都有一定困難。各增強(qiáng)層受力不均，內(nèi)層應(yīng)力大，外層應(yīng)力小，且逐層遞減。在脈沖試驗(yàn)和實(shí)際使用中，膠管內(nèi)層鋼絲常區(qū)疲勞而斷裂，中層和外層卻完好無(wú)損，嚴(yán)重影響膠管自的內(nèi)在力學(xué)性能。對(duì)于多層編織結(jié)構(gòu)的膠管來(lái)說(shuō)，常使內(nèi)層骨架包覆角略小于平衡角。而外層包覆角略大于平衡角，即通常被稱為“配合角”結(jié)構(gòu)：其特點(diǎn)是能使膠管在承受內(nèi)壓的情況下、更好地發(fā)揮各層骨架材料的作用。實(shí)踐中，用鋼絲增強(qiáng)膠管的“最佳角度數(shù)列”設(shè)計(jì)方法?？朔硕鄬釉鰪?qiáng)結(jié)構(gòu)在力學(xué)上的不均勻性。對(duì)鋼絲編織膠管大變角等強(qiáng)度設(shè)計(jì)使產(chǎn)品在靜壓試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)度變化率低、脈沖試驗(yàn)中擺動(dòng)振幅小。
2.5膠管的硫化
用硬芯法生產(chǎn)的膠管仍然使用包纏水布方法進(jìn)行硫化，膠管纏水布法硫化已經(jīng)普遍采用尼龍水布。軟芯法也可使用尼龍水布包纏，并且有相應(yīng)的纏/解水布機(jī)。
用軟芯法生產(chǎn)鋼絲編織膠管、紗線編織或纏繞膠管，過(guò)去通常采用包鉛硫化方法，以使管壁致密和外表面光滑美觀。包樹(shù)脂硫化法在上世紀(jì)80年代已經(jīng)有專利發(fā)表。但是，直到近年來(lái)，考慮到鉛對(duì)環(huán)境的污染，包樹(shù)脂硫化法才開(kāi)始使用。包樹(shù)脂硫化法的基本原理與包鉛法相同，只是介質(zhì)由鉛改為樹(shù)脂，且樹(shù)脂也可以重復(fù)使用。
現(xiàn)在已有國(guó)產(chǎn)包樹(shù)脂設(shè)備，與包鉛設(shè)備相比，國(guó)產(chǎn)包樹(shù)脂設(shè)備投資少(18萬(wàn)元，包鉛機(jī)196萬(wàn)元)，熔點(diǎn)低(300-235℃，包鉛機(jī)327t)，效果相同。
液壓膠管加壓鹽浴連續(xù)硫化工藝(PLCV)是液壓膠管連續(xù)化生產(chǎn)工藝的突破。與包鉛硫化工藝相比，具有節(jié)約能源、縮短生產(chǎn)周期、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，尤其是膠管的脈沖次數(shù)得到很大的提高。工藝上無(wú)鉛污染，廢水經(jīng)化學(xué)處理后可達(dá)到排放要求。液壓膠管采用PLCV工藝生產(chǎn)，可以使膠管橡膠層與各鋼絲編織層之間包裹的空氣能全部排出，從而防止因氣泡而導(dǎo)致膠管內(nèi)部脫層。
2.6膠管生產(chǎn)的自動(dòng)測(cè)厚和控制
膠管生產(chǎn)的自動(dòng)測(cè)厚與控制對(duì)于保證內(nèi)膠層的壁厚/直徑均勻一致是至關(guān)重要的，現(xiàn)在已得到普遍使用。激光和超聲波壁厚/直徑自動(dòng)測(cè)量與控制裝置已經(jīng)商品化。
2.7計(jì)算機(jī)在膠管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和膠料配方設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，計(jì)算機(jī)在膠管乃至所有橡膠制品生產(chǎn)中的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍。計(jì)算機(jī)在膠管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也獲得很大成功，原Dunlop公司開(kāi)發(fā)出三個(gè)計(jì)算機(jī)有限元(FEA)模型，分別對(duì)管接頭、管體和膠管與管接頭的結(jié)合部進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。該公司對(duì)其海上輸油膠管進(jìn)行了計(jì)算機(jī)有限元分析，找出影響膠管組合件性能的一些因素，并采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施，使其海上輸油膠管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理，保證了膠管在苛刻的近海條件下的性能和安全，
計(jì)算機(jī)在膠料配方設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也很普及，不少公司開(kāi)發(fā)出了配方設(shè)計(jì)軟件。設(shè)計(jì)人員根據(jù)產(chǎn)品性能要求和配合劑數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行配方設(shè)計(jì)，并與其他參數(shù)，如硫化數(shù)據(jù)、試驗(yàn)方法和性能、材料成本等相結(jié)合，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬、優(yōu)化，再通過(guò)試驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和小批量試產(chǎn)，然后，正式投入規(guī)模生產(chǎn)。這樣做，不但可以使配方最佳化，而且大大降低配方設(shè)計(jì)成本，縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。
3結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái)，高壓膠管行業(yè)的進(jìn)展主要體現(xiàn)在膠管生產(chǎn)設(shè)備、膠料配合技術(shù)和計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用。
膠管生產(chǎn)設(shè)備的進(jìn)展主要體現(xiàn)在鋼絲編織和鋼絲纏繞機(jī)的工作速度和編織精密度方面。
膠料配合技術(shù)的進(jìn)展主要體現(xiàn)在汽車用膠管上。
計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)在膠管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、配方設(shè)計(jì)、擠出模具設(shè)計(jì)和擠出過(guò)程仿真等方面，這對(duì)于提高膠管使用性能，縮短開(kāi)發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本，將起著很重要的作用。
膠管行業(yè)的進(jìn)步不僅體現(xiàn)在技術(shù)方面，而且在企業(yè)體制和機(jī)構(gòu)的改革、資產(chǎn)重組等方面都有反映，它們也起著重要的甚至是關(guān)鍵的作用