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李志华
（福建冠良汽配摩擦材料研究所）
摘要：本文介绍了凯夫拉这种强力纤维在摩擦材料中的应用，详细介绍了凯夫拉的开松技巧及注意事项。
关键词：凯夫拉，Kevlar、开松
一、凯夫拉简介：
凯 夫拉（Kevlar）是属于一种液态结晶性棒状分子，它具有非常好的热稳定性，抗火性，抗化学性，绝缘性，以及高强度及模数，将Kevlar的物性与其它 纤维作一比较，可以发现，Kevlar纤维是石棉的2到11倍强度；是高强度石墨的1.6倍强度；是玻璃纤维的3倍强度；是相同重量下钢纤维的5倍强度。 且Kevlar的密度非常低，几乎只有石棉密度的一半。而却拥有很高的破裂延伸度，除了高强度外，更有以下好处：
热稳定性，Kevlar大热试验中（TGA）非常稳定，直至600℃才有明显的重量丧失；
低侵蚀性，具有高含量的Kevlar试片，表现出比半金属片低的侵蚀性；
耐磨性，与石棉纤维制成的刹车片比较，在Kevlar纤维开松良好的状态下，体现出非常低的磨耗性。
维持预成型刹车片的强度，保持填充剂的持久性。
正是由于Kevlar纤维有如上诸多优点，目前Kevlar纤维被广泛应用于航空航天事业，船舶制造业及摩擦材料中。
二、凯夫拉纤维开松的技巧：
在 摩擦材料中，Kevlar纤维开松程度对刹车片的性能好坏具有至关重要的作用，开松程度好Kevlar纤维能够起到增加刹车片强度，耐磨性，耐热性的作 用，开松程度不好的Kevlar纤维对刹车片的增强作用则很小。因此Kevlar纤维的开松工序显得至关重要，但又有好多因素影响Kevlar纤维的开松 程度。
首先，让我们看看开松设备对Kevlar纤维开松的影响。根据本公司的试验结果可知，采用小福特搅拌机（Littleford）， 当飞刀转速达到 2500r/min时，可以达到很好的开松效果，开松的理想体积比为1：18，即开松后纤维体积是原纤维的18倍，因为Kevlar纤维具有极好的破裂延 伸性和高强度，一般来说飞刀的速度越快再辊上锋利的飞刀，开松的效果就越好。但同时也必须注意开松的时间，开松所用的时间太长就有可能出现过开松现象，所 谓过开松就是Kevlar纤维又重新聚集在一起形成小块状或球状，此种现象的原因就在于开松后的Kevlar纤维带有大量的静电，使开松后的纤维互相缠绕 在一起形成小球状。因此在Kevlar纤维的开松过程中要特别注意开松时间和飞刀的转速。
其次，纤维的水分含量也对开松的效果产生很大的 影响，开松环境的温度在55%以下，开松时，混料的含水量在4%~6%有助于消除静电，如果温度在55%以上，则必须花更多的时间来开松；如果环境的温度 太低，混料含水量低于4%，则会产生静电，使Kevlar纤维结球，解决办法是在开松过程中喷洒适当的雾状水，以消除静电。
再则，在开松 过程中加入适当的填充料，对开松程度的高低也是十分重要，而且是比较好操作的一个过程。通过试验可以知道，Kevlar纤维带负电性，其值约为 —4nc/g，开松后则为—10.8nc/g，因此若能选择带正电性的填充料先与Kevlar纤维共混使之尽量达到中性，则可得到很均匀的混合物，进而制 造出好的刹车片，通过试验可以知道在Kevlar纤维开松过程囊加入适量的带正电荷颗粒可以有效中和负电荷，使之达到好的开松效果。我们曾经做过试验先将 Kevlar纤维与硫酸钡混合及其它混合物做成试片，另将Kevlar纤维混合某种纤维及前述相同的其它原料做成试片。两种试片都测试其强度及模数，由试 验数据可知后者比前者有更好强度与模数。这就是因为后者的混合物为中性电性，具有较好的分散性。在含有Kevlar纤维刹车片制造过程中，搅拌投料的一般 顺序为，先加入开松好的Kevlar纤维，再加入钢纤维及其它纤维和树脂、填充料等原料，最后再加入玻璃纤维、矿棉、矿物纤维等易碎易结团纤维。
Kevlar 纤维被广泛应用于摩擦材料，成为代替石棉纤维的一种很好的原材料。正是由于Kevlar纤维的特性，使得含有Kevlar纤维的制动片具有好的耐磨性能， 好的制动噪音性能，和舒适的刹车性能。但由于其产品成本相对较高，摩擦材料生产家可通过不断的试验在其性能与价值之间找到一个最佳的平衡点。
本文摘录于《第五届（成都）国际摩擦密封材料技术交流暨产品展示会论文集》
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