應(yīng)用速溶流體黑金橡膠提升輪胎性能
韓洪偉 于江升 天津市萬達(dá)輪胎集團(tuán)有限公司 300402
周 洪 劉志勇 江蘇中宏環(huán)?？萍加邢薰? 214437
摘要：研究速溶流體黑金橡膠在輪胎膠料中的應(yīng)用。
結(jié)果表明：在配方中通過不同比例替代傳統(tǒng)操作油，可以顯著提高膠料的拉伸性能。
在胎面膠中使用時(shí)，對(duì)提高磨耗、降低生熱和改善抗?jié)窕阅芫蟹e極作用。
速溶流體黑金橡膠作為一種環(huán)保改性新材料，可減少?gòu)U棄物的排放，節(jié)約原材料的使用，有效降低輪胎制作成本。
關(guān)鍵詞：拉伸性能、磨耗、環(huán)保改性、成本
1 實(shí)驗(yàn)
1.1 主要原材料
天然橡膠，STR20，泰國(guó)產(chǎn)品；鎳系丁二烯橡膠，牌號(hào)BR9000，中國(guó)石油天然氣股份有限公司大慶石化分公司；
乳聚丁苯，牌號(hào)SBR1723，中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司橡膠廠；
炭黑，牌號(hào)N234，江西黑貓?zhí)亢诠煞萦邢薰?；環(huán)保芳烴油，牌號(hào)V500，寧波漢圣化工有限公司產(chǎn)品；速溶流體黑金橡膠，山西宏輝新材料科技有限公司
1.2 試驗(yàn)配方
試驗(yàn)胎面配方如表1所示，其中速溶流體黑金橡膠，分別代替配方中環(huán)保芳烴油量的30%、50%、80%。
1.3 主要設(shè)備和儀器
XM270（4~40）型密煉機(jī)，大連橡塑機(jī)械股份有限公司產(chǎn)品； MFR100型自動(dòng)型無轉(zhuǎn)子流變儀，上海諾甲儀器儀表有限公司；
MV3L型門尼粘度儀，上海諾甲儀器儀表有限公司；GT-AI-7000S型電子式萬能試驗(yàn)機(jī)，高鐵檢測(cè)儀器有限公司；
GT-7012-D型DIN磨耗試驗(yàn)機(jī)，高鐵檢測(cè)儀器有限公司； GT-7012-Q型橡膠動(dòng)態(tài)切割試驗(yàn)機(jī)，高鐵檢測(cè)儀器有限公司；
RPA2025橡膠加工分析儀，上海梓萌智能機(jī)器人有限公司產(chǎn)品；VR-7130型動(dòng)態(tài)機(jī)械分析（DMA）儀，日本UESHIMA產(chǎn)品。
1.4 試樣制備
膠料采用3段混煉工藝，均在XM270型密煉機(jī)進(jìn)行。
一段混煉工藝為：加入生膠、其他母煉膠小料和炭黑壓壓砣30S，轉(zhuǎn)速35r/min提壓砣到位清掃，溫度115℃加油壓壓砣25S提壓砣到位清掃壓壓砣至160℃排膠；
二段混煉工藝為：加入一段母煉膠壓壓砣40S，轉(zhuǎn)速30 r/min提壓砣到位清掃壓壓砣至160℃排膠。
三段混煉工藝為：加入二段母煉膠和終煉膠小料壓壓砣40S，轉(zhuǎn)速25 r/min提壓砣到位清掃壓壓砣至100℃排膠。
1.5性能分析
（1）加工性能。采用RPA測(cè)試混煉膠的損耗因子tanδ，測(cè)試條件為：溫度100℃，頻率0.1HZ，應(yīng)變掃描0.7~1256%。
（2）動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。采用DMA儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試條件為：頻率10HZ，動(dòng)應(yīng)變0.25%，溫度掃描-60~80℃。
（3）動(dòng)態(tài)切割性能：使用橡膠動(dòng)態(tài)切割試驗(yàn)機(jī)測(cè)試切割質(zhì)量損失率。
（4）環(huán)保性能：使用核磁共振儀（NMR）測(cè)試Bbay質(zhì)子。
（5）其他性能均按照相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。
2 結(jié)果與討論
2.1 硫化特性
膠料的硫化特性如表2所示。
從表2可以看出：速溶黑金橡膠不同比例替代環(huán)保芳烴油后，對(duì)門尼粘度、焦燒時(shí)間幾乎無影響。
隨著替代比例的增加，流變儀大轉(zhuǎn)矩MH增加，這與速溶流體黑金橡膠材料中含有橡膠烴有關(guān)。
2.2物理性能
膠料的物理性能如表3所示
從表3可以看出：速溶流體黑金橡膠的加入，可以提高膠料的拉伸強(qiáng)度和定伸，隨著用量增加扯斷伸長(zhǎng)率有下降趨勢(shì)，實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)性能需求制定合適的替代比例。
可有效提高胎面的磨耗性能，并對(duì)撕裂性能有改善。老化后拉伸性能保持較好。
2.3 動(dòng)態(tài)性能
膠料動(dòng)態(tài)性能如表4、圖1所示
從表4中可以看出：速溶流體黑金橡膠后加入后，可以保持玻璃化轉(zhuǎn)變溫度
基本不變，提高了0℃下的tanδ，降低60℃下的tanδ。DMA數(shù)據(jù)表明對(duì)提高膠料的抗?jié)窕阅芎徒档蜕鸁峋蟹e極作用。
2.4 低溫性能
硫化膠低溫（-30℃）停放下的硬度增長(zhǎng)如表5：
從表5中可以看出：速溶流體黑金橡膠加入后，硫化膠在低溫-30℃的停放條件下，邵爾A硬度增加幾乎一致，不影響膠料的低溫性能。
2.5 動(dòng)態(tài)耐切割性能
硫化膠動(dòng)態(tài)切割質(zhì)量損失率如表6：
從表6中可以看出：速溶流體黑金橡膠的加入，可改善膠料的耐切割性能。
2.6加工性能
未硫化膠的損耗因子曲線如圖2：
從圖2中可以看出：使用RPA測(cè)得的數(shù)據(jù)表明，隨著速溶流體黑金橡膠的使用比例增加，tanδ增大，對(duì)降低胎面擠出口型膨脹率有積極影響，這應(yīng)與速溶流體黑金橡膠的使用提高了膠料的分散有關(guān)。
2.7環(huán)保性能
硫化膠的環(huán)保指標(biāo)SVHC和Hbay含量如表7：
從表中7可以看出：速溶流體黑金橡膠作為一種環(huán)保新材料，不同比例替代環(huán)保芳烴油后，SVHC和Hbay均滿足環(huán)保要求。
3 結(jié)論
速溶流體黑金橡膠替代傳統(tǒng)操作油應(yīng)用到胎面配方中，能夠改善膠料的物理性能，對(duì)加工性能及動(dòng)態(tài)機(jī)械性能均有積極作用，可提高磨耗性能和抗?jié)窕阅?，降低滾阻阻力。
速溶流體黑金橡膠具有環(huán)保改性屬性，相比傳統(tǒng)操作油具有成本優(yōu)勢(shì)，可以提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)性。
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