【word】 钴系BR在轮胎胎侧胶中的应用
钴系BR在轮胎胎侧胶中的应用
544轮胎工业2011年第3l卷
钴系BR在轮胎胎侧胶中的应用
周志峰,陆冠良,李花婷,曹秀生.,马维德
[1_北京橡胶工业研究设计院,北京100143;2.台橡宇部(南通)化学工业有限公司,江苏南通226017]
摘要:对比研究炭黑和炭黑/白炭黑填充钴系BR0150/NR与炭黑填充镍系BRg000/NR在轮胎胎侧胶中的应用.
结果表明:与炭黑填充BR9000/NR胶料相比,炭黑填充BR0150胶料的门尼粘度较小,流动性较好,正硫化时间和焦
烧时间相近,硫化胶的各项性能相差不大;炭黑/白炭黑填充BR0150/NR胶料门尼粘度较大,正硫化时间延长,硫化
胶的物理性能和老化性能相差不大,但撕裂强度大幅增大,抗切割性能和耐屈挠割口增长性能改善.
关键词:钴系BR;镍系BR;NR;耐屈挠割口增长性能
中图分类号:TQ336.1;TQ333.2;TQ332文献标志码:B文章编
8171(2011)09—0544—05 号:1006—
BR以1,3一丁二烯为单体,采用不同催化剂
和聚合方法合成.BR是仅次于SBR的世界第二
大通用合成橡胶,具有弹性好,耐磨性能和耐低温
性能好,生热低,滞后损失小,耐屈挠性能,抗龟裂
性能及动态力学性能好等优点,广泛应用于轮胎
和鞋底等生产中.
在轮胎生产中,BR一般用于子午线轮胎的
胎侧胶配方中.轮胎胎侧是发生各种屈挠的部
位,并起到缓冲路面冲击的作用,需要具备较好的
耐屈挠割口增长性能,同时也
要求
对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗
具有良好的抗
撕裂性能,低生热,抗切割性能和耐老化性能等.
牌号为0150的BR是台橡宇部(南通)化学
工业有限公司采用钴系催化剂生产的高顺式
BR,本工作对比研究炭黑和炭黑/白炭黑填充钴
系BR0150/NR与炭黑填充镍系BRg000/NR在
轮胎胎侧胶中的应用.
1实验
1.1主要原材料
NR,RSS1,印度尼西亚产品;BR0150,台橡
宇部(南通)化学工业有限公司产品;BR9000,国
内某石化厂产品;炭黑N33O,天津海豚炭黑有限
公司产品;白炭黑,罗地亚自炭黑(青岛)有限公
司产品.
作者简介:周志峰(198O),男,山东胶州人,北京橡胶工业
研究设计院工程师,硕士,主要从事橡胶材料开发与应用工作.
1.2配方
对比配方:NR50,BR9O0050,炭黑N33O
5o,氧化锌/硬脂酸4,防老剂RD/防老剂
4010NA/微晶蜡5.5,芳烃油6,硫黄/促进剂
NS2.3.
1试验配方以BR0150等量替代BR9O00,其
余同对比配方.
2试验配方以BR015O等量替代BR9000,以
42份炭黑N330和8份白炭黑替代50份炭黑
N330,并添加0.64份偶联剂si69,其余同对比
配方.
1.3主要设备和仪器
1.57L本伯里型密炼机,英国FarrelBridge
公司产品;XK一16O型开炼机,上海橡胶机械厂产
品;M200E型门尼粘度仪和C2000E型硫化仪,
北京友深电子仪器有限公司产品;Instron3211
型毛细管流变仪,美国英斯特朗公司产品;
RPA2000型橡胶加工分析仪,美国阿尔法科技有
限公司产品;抗切割试验机,北京万t[一方科技发
展有限公司产品;DMTAV型动态粘弹谱仪,美
国RheometricScientific公司产品.
1.4试样制备
胶料混炼采用两段混炼工艺:一段混炼在
1.57L密炼机中进行,温度为80?,转子转速为
8Or.min,混炼工艺为:生胶炭黑(白炭
黑),偶联剂Si69,氧化锌,硬脂酸,防老剂等
第9期周志峰等.钴系BR在轮胎胎侧胶中的应用545
芳烃油兰_!排胶(160?);二段}昆炼在开炼机上
进行,加料顺序为:一段混炼胶一硫黄,促进剂一
薄通6次,下片.
1.5性能测试
1.5.1流变特性
混炼胶的流变性能采用毛细管流变仪进行测
试,试验温度为100?,毛细管直径为1.6mm,
长度为25.6mm.
1.5.2动态力学性能
应变扫描:混炼胶的应变扫描曲线采用橡胶
加工分析仪进行测试.试验条件为:温度100
?,频率1.7Hz,应变0~300.
温度扫描:硫化胶的温度扫描曲线采用动态
粘弹谱仪进行测试.试验条件为:温度一80,
+100?,升温速率2??min,,频率1O
Hz,应变0.2.
其他各项性能均按相应的国家标准或行业标
准进行测试.
2结果与讨论
2.1混炼胶性能
2.1.1混炼工艺性能
3种胶料混炼的密炼机电流均为:生胶塑炼
8A,加入炭黑20A,加入芳烃油15A,排
胶温度均为153?,胶料均表现为出型好,结团.
由此可见,3种胶料的加工性能均较好,包辊性优
良,胶料的吃粉速率和混炼胶压片后外观没有明
显差异.
2.1.2硫化特性
3种胶料的硫化特性如表1所示.
从表1可以看出,与对比配方胶料相比,1
试验配方胶料的门尼粘度较低,流动性较好,门尼
焦烧时间较短,正硫化时间近似相同;2试验配
方胶料的门尼粘度较大,门尼焦烧时间和正硫化
时间延长,操作安全性能较好.
2.1.3动态力学性能
3种混炼胶的剪切储能模量(G)和损耗因子
(tan)与应变(e)关系曲线如图1所示.
以混炼胶e为159/6与0.5时的G比值表征
Payne效应,其值越大,表示Payne效应越小,胶
表13种胶料的硫化特性
lg(s/%)
(a)G’-lg~曲线
lg(e/%)
(b)tan&lg~曲线
?一1试验配方;?12试验配方;一对比配方.
图13种混炼胶的动态力学性能曲线
料的Payne效应如图2所示.
从图1和2可以看出,对比配方胶料的Pay—
ne效应最大,2试验配方胶料的Payne效应最
小,1试验配方胶料的Payne效应居中,这是由
于偶联剂Si69对白炭黑的润滑和分散作用所致.
2.1.4流变特性
3种胶料的表观粘度(r/a)和剪切应力(r)与剪
孽
546轮胎工业2011年第31卷
O?6
0?5
l0?4
b
?0.3
0.2
0.1
0
1试验配方2试验配方对比配方
图23种混炼胶的Payne效应
切速率(y)的关系曲线如图3所示.
从图3可以看出:随着),的增大,3种配方
胶料的刁减小,r增大,不同配方胶料均呈现出
剪切变稀的特点;与对比配方相比,1试验配方
胶料的和r较小,2试验配方胶料的lgr/~一lg7
和lgr—lg7曲线与对比配方胶料接近重合.
挤出口型膨胀现象是指胶料挤出口模后,挤
(a)lg7a—lg7w曲线
lg(7Js)
(b)lgr—lg7曲线
注同图1.
图3不同配方胶料的流变性能曲线
出半成品的截面积比口模截面积大的现象,这是
橡胶粘弹性的表现,其本质是橡胶分子链在挤出
过程中来不及松弛引起的,即在流动过程中,不仅
有不可逆的塑性形变(真实流动),且还伴随着可
逆的弹性形变(非真实流动).表2所示为3种胶
料的挤出口型膨胀率.
表23种胶料的挤出胶条口型膨胀率
挤出速率/
(mm?rain一1)
1试验2试验对
比配方
配方配方
从表2可以看出,2试验配方胶料的挤出口
型膨胀率最大,这是白炭黑应用中较为常见的问
题.原因是白炭黑填充BR/NR并用胶时,其与
基体橡胶间的相互作用比炭黑弱,橡胶在流动中
可引起弹性形变的自由橡胶体积分数较大,因此
口型膨胀率较大.
2.2硫化胶性能
2.2.1物理性能和耐老化性能
3种硫化胶的物理性能和耐老化性能如表3
所示.
从表3可以看出:1试验配方硫化胶的各项
性能与对比配方硫化胶相差无几;与对比配方相
比,2试验配方硫化胶的邵尔A型硬度和定伸应
力相差不大,拉伸强度和拉断伸长率有所提高,撕
裂强度明显增大,这是因为白炭黑在提高胶料的
撕裂强度方面具有积极意义,抗切割性能和压缩
疲劳生热也略有改善.
表4所示为3种硫化胶(硫化条件为16O
?×10min)的屈挠割口长度.
从表4可以看出,2试验配方硫化胶的耐屈
挠割口增长性能优于1试验配方和对比配方硫
化胶.
2.2.2动态力学性能
3种硫化胶的动态力学性能曲线和数据如图
4和表5所示.
从表5可以看出,与对比配方相比,1和2
第9期周志峰等.钴系BR在轮胎胎侧胶中的应用547
表33种硫化胶的物理性能和耐老化性能
注:1)试验条件为冲程4.45mlTl,负荷1.0MPa,温度
55?;2)硫化条件为160?×30rain.
表43种硫化胶的耐屈挠割口长度mm
注:每屈挠1万次,暂停试验,记录屈挠次数,测量割口长度,
若割口长度大于8mm,停止试验;若割口长度小于8mm,继续重
复试验,直至割口长度大于8mm.
温度/’c
11试验配方;22试验配方;3一对比配方.
硫化条件为160?×10min.
图43种硫化胶的tan8一温度曲线
表53种硫化胶的动态力学性能数据
试验配方硫化胶6O和8O?下tang略小,但相差
不大.高温下tang越大表示胶料的滞后损失和
生热越大,说明试验配方硫化胶的滞后损失与对
比配方基本接近.
3结论
与BR90OO胶料相比,炭黑填充BR0150胶
料的门尼粘度较小,正硫化时间和焦烧时间相当,
硫化胶的各项性能相差无几;白炭黑/炭黑填充
BROl5O胶料门尼粘度较大,物理性能基本接近,
撕裂强度和耐屈挠割口增长性能提高,抗切割性
能得到改善.
第16届中国轮胎技术研讨会论文
ApplicationofCobalt—basedBRinTireSidewallCompound
ZHOUZhi一
ng,LUGuan—liang,LIHua—ting,CAOXiu—sheng.,MAWei—de
[1.BeijingResearchandDesignInstituteofRubberIndustry,Beijing100143,
China;2.TSRC-UBE(Nantong)ChemicalIndustrialCo
Ltd,Nantong226017,China]
Abstract:Theapplicationofcarbonblackorcarbonblack/silicafilledcobaltb
asedBR0150/NR
andcarbonblackfillednickelbasedBR9000/NRintiresidewallcompoundw
asinvestigated.There—
548轮胎工业2011年第31卷
suitsshowedthat,comparedwiththecarbonblackfilledBR9000/NR,theMooneyviscosityofcarbon
blackfilledBR0150compoundwaslower,theflowabilitywasbetter,theoptimumcuringtimeand
scorchtimeweresimilar,andthepropertiesofvulcanizateswerealsosimilar;theMooneyviscosityof
carbonblack/silicafilledBR0150/NRcompoundwashigher,theoptimumcuringtimewaslonger,the
physicalpropertyandagingpropertyofvulcanizatesweresimilar,butthetearstrengthincreasedsig—
nificantly,andanti—cuttingperformanceandflexingresistancewereimproved.
Keywords:cobalt-basedBR;nickel—basedBR;NR;flexingresistance
固特异推出宽基轮胎
中圈分类号:u463.341.a/.6文献标志码:D
美国《现代轮胎经销商》(www.moderntire-
dealer.corn)2O11年6月17日报道:
固特异轮胎和橡胶公司有两款新宽基轮胎上
市,即G392SSD系列驱动轮胎和G394SST系
列拖车轮胎(见图1),G394SST系列拖车轮胎粗
壮的胎肩设计和胎体结构有助于其抵抗石子伤
害.这两款轮胎用于长途运输和区域运输.
图1G394SST系列拖车轮胎
新宽基轮胎采用了FuelMax(燃油效率最大
化)和DuraSeal(持久密封)技术.DuraSeal是一
种类似凝胶的内衬层,可以瞬间密封修补胎面上
最大为6.35mm(1/4英寸)的刺穿孔(DuraSeal
不能密封胎侧刺穿孔).
商业轮胎市场部经理DonnKramer说,新宽
基轮胎是宽基轮胎市场的改变者.如果标准宽基
轮胎扎入钉子或者其他碎片并开始漏气,则没有
可能勉强回家,并且在约30的事例中,轮胎失
压后造成轮辋损坏.
受益于固特异DuraSeal技术,用户现在能够
在宽基和减小轮胎质量的条件下放心行驶,同时
获得优异的燃油经济性和更长的一次行驶里程.
DuraSeal技术已经在混合功能和拖车轮胎中使
用多年,可以为消费者省钱,同时缩短停工期.
G392SSD和G394SST系列轮胎通过了
SmartWay认证.Kramer表示,与普通轮胎相
比,采用FuelMax技术的长途运输耐久轮胎的
燃油经济性提高达5.G392SSD和G394SST
系列轮胎组合使用能比双胎并用轮胎质量减小超
过498.3kg(1100磅),且燃油经济性可与市场
上其他通过SmartWay认证的轮胎相媲美.
目前这两款轮胎上市规格均为445/
5OR22.5,负荷等级为L.
G392SSD系列轮胎的特点是:采用固特异
独特的9条条形花纹设计和8条宽的周向花纹沟
槽,在干路面,湿滑路面和雪地条件下能够提供全
天候牵引性能;胎面厚度大,花纹深度为19.84
mm(25/32英寸),赋予了轮胎长的一次行驶里
程.轮胎在固特异德克萨斯州圣地亚哥试验场上
进行了干,湿牵引性能试验,并在明尼苏达州进行
了雪地性能试验,试验结果优异.G392SSD系
列轮胎接地印痕保持不变,从而保证均匀磨耗.
G394SST系列轮胎的特点是:采用S条条
形花纹设计且刀槽花纹最小化,胎面采用了有利
于通过SmartWay认证和提供长的一次行驶里程
的胶料,花纹深度为9.53mm(12/32英寸),可使
燃油经济最大化,质量和胎面寿命达到平衡;优化
的胎面设计和模具设计,可使接地印痕一致,从而
有助于抵抗不均匀磨耗,同时提高驾驶舒适性.
Kramer表示,为帮助运输车队和个体使用者
降低轮胎成本,固特异将于2011年第4季度为
G392SSD和G394SST系列轮胎提供相匹配的
可翻新胎面.可翻新胎面的外观和性能与原胎面
类似,其中拖车轮胎的胎面花纹深度保持不变,驱
动轮胎胎面花纹深度为19.05mm(24/32英寸).
(赵敏摘译吴秀兰校)