芳纶环保轮胎的制造与性能研究

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1、芳纶环保轮胎的制造与性能研究芳纶环保轮胎的制造与性能研究芳纶环保轮胎的制造与性能研究芳纶环保轮胎的制造与性能研究芳纶环保轮胎的制造与性能研究芳纶环保轮胎的制造与性能研究芳纶环保轮胎的制造与性能研究芳纶环保轮胎的制造与性能研究第7期刘安华等.芳纶环保轮胎的制造与性能研究417芳纶环保轮胎的制造与性能研究刘安华,陆林,黎继荣.(1.华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510641;2.桦林佳通轮胎有限公司,黑龙江牡丹江1570323.广州市华南橡胶轮胎有限公司,广东番禺5114oo)摘要:研究芳纶帘线在轿车子午线轮胎中的应用.结果表明,芳纶轮胎的外缘尺寸和强度均满足国

2、家标准要求,与正常生产轮胎相比,芳纶轮胎的质量可减小10,滚动阻力可降低10以上,并具有优异的高速性能,满足绿色环保轮胎的要求.关键词:轿车子午线轮胎;环保轮胎;芳纶帘线;带束层;胎体中图分类号:TQ342+.72;U463.341+.4/.6文献标识码:B文章编号:1006—8171(2007)07—0417—0520世纪90年代以来,欧,美,日等发达国家相继提出了”绿色轮胎”“环保轮胎”的概念,推出了”低燃料轮胎”“超轻量子午线轮胎”等系列新品种,以达到降低燃料消耗,减少汽车尾气排放,降低噪声和保护环境的目的.绿色轮胎的滚动阻力比普通子午线轮胎低20以上,可使全球

3、每年节省燃料油约3000万t.在我国,清洁环保的新型汽车也已问世,电动汽车的研究开发正在进行,与其配套的绿色环保轮胎的开发具有重要意义.高性能环保轮胎的主要指标之一是低滚动阻力,其表现为质量小,滞后低和变形小,这些都是芳纶骨架材料的优势所在口].芳纶帘线强度高,变形小,热收缩率低,耐热性好且蠕变小.采用其作为高性能轿车子午线轮胎的带束层骨架材料,不仅可以提高轮胎吸收地面冲击的能力,改善舒适性,还可以降低噪声.用芳纶帘线替代钢丝帘线,轮胎的滚动阻力可减小5～7,还可以省去价格昂贵的钢丝压延专用生产线.芳纶帘线用于载重轮胎,胎体质量可减小3～5kg,燃油经济性提高1.25

4、.由于减少了胎体帘布层数,芳纶帘布对轮胎轻量化和降低生热均有利,同时有利于提高高生热行驶时帘布层的耐久性能.芳纶帘线用于航空子午线轮胎的带束层,在飞机起飞,着陆以及高载荷滑跑时,表现出优异的耐磨性能.基金项目:国家”十五”科技攻关项目(2002BA314B06)作者简介:刘安华(1960一),男,湖北鄂州人,华南理工大学教授,博士,从事高聚物结构与性能研究工作.此外,芳纶帘线用于工程机械轮胎胎体外侧补强层,可以使其获得良好的抗切割性能.本工作在芳纶帘线基本性能研究的基础上,通过对芳纶帘线结构,芳纶与橡胶复合材料物理性能和粘合体系及加工工艺的研究,开发新型绿色环保轮胎.

5、I实验I.I主要原材料1500dtex/2芳纶帘布,断裂强力532N,300N定负荷伸长率2.7,断裂伸长率5.0,H抽出力120N,帘布密度7.1根?cm一,幅宽1400mm,帘线直径0.69mm,捻度31.5,山东海龙博莱特化纤有限责任公司产品.I.2主要试验设备RW860型轮胎性能试验机,中橡集团曙光橡胶工业研究设计院产品;DMA一242型动态粘弹谱仪,德国耐驰公司产品.I.3轮胎试制方案在基础研究的基础上[2],确定了芳纶轮胎的试制方案,其中有采用芳纶帘布带束层而胎体材料不变的,也有用1层芳纶帘布替代2层聚酯帘布或1层锦纶帘布作胎体层的.具体试制工作分别在桦林

6、佳通轮胎有限公司(以下简称桦林)和广州市华南橡胶轮胎有限公司(以下简称华南)实施.具体试制方案见表1.418轮胎工业2007年第27卷2结果与讨论2.1低滚动阻力胎面胶研究开发的低滚动阻力胎面胶配方如下.生胶体系:以充油SBR为主,并用少量BR;补强体系:采用炭黑与白炭黑并用体系,总用量为7O份,加入硅烷偶联剂;防护体系:防老剂4020,RD和臭氧防护蜡;硫化体系:硫黄,促进剂NS,TMTD和D,总用量为4.O4份,采用纳米氧化锌;加工助剂:由于白炭黑和较高用量的补强填料,加入2份分散剂.同时为增加粘性,加3份增粘树脂;除充油SBR中的油以外,不再另加操作油.胶料性能

7、测试结果见表2.表2低滚动阻力胎面胶性能注:硫化条件同正常生产轮胎.胶料的滚动阻力一般以6O℃时的tan表征,防滑性能则以0℃时的tang表征,以0℃时的tan值大,6O℃时的tan值小为理想状况.低滚动阻力胎面胶的动态粘弹谱如图1所示.由表2和图1可以看出,低滚动阻力胎面胶的综合性能较好.2.2轮胎质量表3所示为试制轮胎与正常生产轮胎的质量比较.由表3可见,桦林的试验轮胎中,质量减小温度/~c图1低滚动阻:力胎面胶的动态粘弹谱试样切割于试制轮胎.表3芳纶轮胎的质量对比注:1)正常生产轮胎平均质量为8.85kg;2)正常生产轮胎平均质量为9.49kg