几种橡胶加工助剂在轮胎中的应用研究

几种橡胶加工助剂在轮胎中的应用研究 转自百度
1.1 主要原材料

NR，3#烟胶片，进口产品;SBR1500，齐鲁石化公司产品;BR，北京燕山石化公司产品;炭黑N234，天津炭黑厂产品;T4，T311加工助剂，台湾统景公司产品;M 40分散剂，台湾首立公司产品;Z 210加工助剂，北京橡胶工业研究设计院产品;增塑剂A，武汉泾河化工厂产品;RFJ 2加工助剂，浙江兰溪市拜高化工有限公司提供;其它为生产常用原材料??

1.2 主要设备和仪器

本伯里1.57L密炼机;PN370密炼机;XM 140/20密炼机;Φ160×20开炼机;XQ 250橡胶拉力试验机;140t平板硫化机;仿Z116弹性试验机;CP 25冲片机;M 1500门尼粘度计;MH 74磨耗机;PL 140疲劳试验机;R 100S硫化仪;40倍光学显微镜??

1.3 试样制备

小配合试验胶料在本伯里1 57L密炼机中加工，转子转速为60r·min-1??加工助剂与生胶一起加入，混炼周期为6. 5min??硫黄??促进剂在Φ160×20开炼机上加入，Z后薄通3次下片??大配合母胶在PN370密炼机中加工??加工助剂随小料一起加入，二段加硫黄在XM 140/20密炼机中进行??

1.4 测试胶料各项物理性能

测试按常规试验方法进行??胶料炭黑分散度测试:用刀片切取15mm×5mm×2mm混炼胶，然后放在40倍显微镜下观察断面情况并定级??成品耐久性试验:取1条9 00-2016PR轮胎，在机床上按常规方法跑坏为止??

2 结果与讨论

2.1 小配合试验考虑到加工助剂对炭黑分散有促进作用，但其价格较高，在胎冠胶配方中应用加工助剂的同时，增大炭黑和芳烃油的用量做小配合试验??试验结果如表1所示??从表1可以看出，几种加工助剂对胶料的强伸性能影响相当??Z 210对降低胶料门尼粘度Z明显，RFJ 2Z差??T4与T311并用时，硫化胶100℃×24h老化前??后的耐磨耗性Z好;不足之处是影响胶料门尼焦烧和硫化速度，使焦烧时间缩短??硫化速度加快??据介绍，T4为分散型加工助剂，而T311为改善后续加工型加工助剂，两者并用有利于改善胶料的综合性能??T4与T311均为不饱和酸盐，活性较高??加工助剂用量为1~2份时，配方中促进剂用量应减少25%左右??

2.2 大配合试验

为考察不同加工助剂对混炼工艺及胶料性能的影响，在正常胎冠胶生产配方中分别加入1 5份加工助剂??混炼在PN370密炼机中进行，加工助剂与生胶??小料一起加入??采用相同时间微机自动控制炼胶工艺，打印机记录工艺情况??试验结果如表2所示??

从表2可以看出，与空白胶料相比，加入加工助剂的胶料炭黑分散度数字等级提高0.5~1.0;门尼粘度均有不同程度降低，其中加入Z 210??增塑剂A的降幅较大;门尼焦烧时间缩短，硫化速度略有加快;拉伸强度和300%定伸应力略有下降，但降幅不大??这是因为加工助剂作为内润滑剂对胶料具有一定的软化作用;从微机打印记录统计结果看，在相同的混炼时间下，排胶温度略有下降，但功率消耗变化不大??如欲降低功率消耗，需缩短炼胶周期或较大幅度降低混炼温度，但需保证胶料炭黑分散度不降低??

2.3 成品试验为了考察加工助剂对轮胎成品耐久性能的影响，选取首立公司提供的M 40及武汉泾河化工厂生产的增塑剂A分别加入到载重轮胎胎冠??胎面基部和缓冲层胶中，挤出大料并取1条9.00-2016PR成品轮胎做耐久性试验??试验结果如表3所示??

从表3可以看出，与空白胶料相比，加入M 40和增塑剂A后胶料分散度??缓冲层粘合强度提高，门尼粘度下降??胶料的其它物理性能变化不明显??此规律与表2所示试验结果相同??加入M 40/增塑剂A的胶料挤出后胎面半成品表面光滑平整，断面致密??用红外温度计测得挤出出口温度下降3~4℃，胶料加工性能得到明显改善??成品耐久性试验时间达96.50h，比正常轮胎提高6%~7%??加工助剂能使炭黑分散性得以改进，对提高成品耐久性能具有一定的效果??

3 结论

(1)M 40，T4，T311，Z 210和增塑剂A等加工助剂能有效提高胶料炭黑分散度，降低混炼胶粘度及挤出生热，明显提高胶料的加工工艺性能??

(2)在载重轮胎胎冠??胎面基部及缓冲层胶料中加入1~2份加工助剂，对提高成品耐久性能有一定作用，可使耐久性能提高6%~7%??

(3)使用加工助剂后，胶料的门尼焦烧时间缩短??同时，作为内润滑剂，加工助剂对胶料有一定的软化作用??

(4)使用加工助剂后，可适当缩短混炼周期，从而可提高生产效率??降低功率消耗??由于加工助剂的价格较高，在实际使用中需综合考虑胶料的成本和性能??在一些高填充??高硬度??高粘度??高SR用量的胶料配方中，加工助剂具有一定的使用价值??