发布于 09-20 10:48:05
家里的气球我们都知道，是纯粹的橡胶做成的。我们对气球吹气，气球就越来越大，直到最后爆掉。但是如果我们用嘴对一个轮胎吹气，那只要你不是外星人或者超人，你是不可能把轮胎吹爆炸的。这是为什么呢？难道就因为轮胎的橡胶很厚？
其实非也！轮胎虽然是有橡胶做成的，但和气球不同的是，在轮胎的内部还有很多其他的材料。如今家用汽车的轮胎都是没有内胎的结构，学名叫做子午线轮胎，俗称真空胎。真空胎的内部，除了橡胶之外，还有钢丝尼、尼龙、聚酯纤维等等材料。
首先我们知道，橡胶树上流下来的治水叫做“胶汁”，也叫做“生胶”，是一种很粘稠的液体（像浆糊那样）。这种汁水如果和化学元素硫结合，在一定的温度和压力下，“胶汁”就会成为固体，这个过程叫做“硫化”，固化后的橡胶叫做“熟胶”，就类似我们读书时用来擦铅笔字的“橡皮擦”，是白色的。
那如果我们在桌上铺一层帆布，然后在帆布上涂上“生胶汁”，让“生胶汁”渗入帆布，然后拿去和硫放在一起进入炉子“固化”，最后得到的产品就叫做“橡胶布”。如果我们用“橡胶布”去做一个气球，那你铁定是不可能有力气把它吹爆炸的！——因为帆布已经成了橡胶的“骨架”，而且帆布本身非常结实。
事实上轮胎的最最基本的原理就是这样！“橡胶布”是构成轮胎的最最基本的材料。只不过用于轮胎生产的“帆布”并不是传统的棉布。因为棉布是棉花纺织出来的，本身的强度比起化学纤维来说那是差太远了。所以从1960年代开始，轮胎就已经不用棉布做骨架了，而是用尼龙。
后来随着真空胎技术的普及，轮胎越来越往高速化发展。于是高强度、耐高温的聚酯纤维就成了轮胎骨架的基本材料，聚酯纤维就是我们俗称的“的确良”。目前我们家用小车的轮胎骨架材料几乎都是聚酯纤维的。
而重型汽车的大型车轮则直接采用钢丝做骨架，强度更惊人，叫做“全钢真空胎”，当然那是货运专用的，和我们家用汽车没啥关系。但我们可以看出，轮胎橡胶的骨架材料本身的强度越高，轮胎可以承受的压力就越大。而且因为钢丝很坚硬，所以这类轮胎的侧面对于尖锐物体的穿刺的防护能力非常惊人！
普通家用汽车的轮胎非常注重舒适性，所以就不会和货车那样，为了强度直接用钢丝来做骨架了，毕竟钢丝太硬，减震性能较差。但是家用汽车的轮胎如果要进一步往高强度方向发展，骨架材料又能选择什么其他材质呢？
科学家们不约而同的想到了一种军警用品——防弹衣。汽车维修网小编作为退役军人对防弹衣还是有基本的了解的。防弹衣分为硬质和软质2大类。硬质防弹衣是主要有防弹钢质插板，或者特种陶瓷来作为防护材料的，一般用作重型防弹衣，此类产品主要是军用。而另外一类则叫做软质防弹衣，主打轻便性能，主要供应警用领域。
又要轻巧又要防弹，那么纤维材料必须是超高强度纤维才能达到设计目标，而这种超高强度纤维的名字主要有2类：芳纶，和超高分子量聚乙烯。前者是已经广泛被运用到各类防弹防护领域，商业名字说出来也许非常出名：凯芙拉。
凯芙拉纤维抗拉强度堪比钢丝，重量却与尼龙、聚酯纤维差不多，因此“又轻又结实”就是它最突出的性能特点。于是乎轮胎设计师就想到，我们能不能把凯芙拉纤维制作轮胎的骨架呢？——虽然这样很烧钱。
有想法就一定会有实施者，在轮胎橡胶里融入凯芙拉纤维的增强骨架，目前全世界也就那么个别的一两个品牌在运用，除了欧美之外，就剩下我国的东风品牌了。我们以东风DU01为例：DU01属于东风品牌轮胎中的高端系列。
DU01的胎侧胶里就特别添加了凯芙拉纤维，使得胎侧的韧性和强度得到明显提升，起到耐撞击、耐刺穿、耐剐蹭的“三耐”加强防护效果。至于DU01如何使用内外侧不同比例的“海陆比”技术来平衡排水和抓地的原理我们以后在说，因为今天我们要谈的知识是轮胎的骨架材料。
在家用小车轮胎领域，从1960年以前用棉布做骨架，再到1960～1980年间的尼龙为骨架的时代，再到1980年后聚酯纤维一统天下，骨架强度刚度越来越高。如今凯芙拉纤维这样的超高强度材质也被用于轮胎生产。
今后，比凯芙拉纤维更强的超高分子量聚乙烯，或者比聚酯纤维更强的PEN纤维何时才能运用到轮胎行业，我们不得而知。因为纤维本身和橡胶的结合力等方面的性能也很大程度上决定了纤维材料是否适合用于轮胎生产。也许等到此类技术成熟的时候，轮胎已经往“非充气”方向发展了！
