白炭黑在全钢载重子午线轮胎胎肩垫胶中的应用

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1、白炭黑在全钢载重子午线轮胎胎肩垫胶中的应用白炭黑主要用于子午线轮胎的带束层，以增强钢丝与橡胶的粘合性能；也可用于子午线轮胎胎面，以提高胎面的抗刺扎和抗崩花掉块性能，但耐磨性能有所下降，因此其用量很小。与炭黑相比，白炭黑具有环保和节能等优点，可以减小胶料的滞后损失，降低轮胎的滚动阻力和油耗，白炭黑填充胶料的物理性能明显改善。近年来随着社会对高性能“绿色轮胎”需求的不断增加，白炭黑在轮胎中的应用越来越广，用量也越来越大。全钢载重子午线轮胎胎肩垫胶位于0°带束层下方，用以避免轮胎肩部应力集中.，使应力转移至胎体，减少轮胎在行驶过程中的肩部生热导致的肩空。胎肩垫胶具有高弹性、低

2、生热和抗撕裂等特点。国内外各大晶牌轮胎的胎肩垫胶配方设计非常相似，胶种均为NR，炭黑用量一般约为35份，这种体系虽然达到了弹性高、生热低的要求，但抗撕裂性能明显下降，在剪切应力条件下容易造成肩裂和肩空。本工作研究白炭黑在全钢载重子午线轮胎胎肩垫胶中的应用。1实验1.1主要原材料NR，牌号SMRl0，马来西亚产品；白炭黑，山东东营新达化工厂产品；不溶性硫黄，牌号IS6033，泰安精细化工厂产品。1.2配方生产配方为：NR100，炭黑N375/N66045，活性剂6.5，防老剂40201.2，防老剂TMQ0.5，促进剂NOBS0.7，促进剂CZ0.7，不溶性硫黄1.47，其

3、它5。试验配方为：NR100，炭黑N375/N66037.5，白炭黑4，活性剂5，防老剂40201.7，防老剂TMQ0.6，炭黑分散剂1.5，促进剂NOBS1.65，不溶性硫黄1.675。1.3主要设备和仪器160mm×320mm开炼机，青岛橡胶机械厂产品；1.7L密炼机，日本神户制钢公司产品；GK400N和GK255N型密炼机，德国W&P公司产品；MV2000型门尼粘度计、MDR2000型无转子硫化仪、T-2000型万能拉力试验机和RPA2000型橡胶加工性能试验仪，美国埃迩法科技有限公司产品；回弹性试验仪，德国VEB公司产品。1.4试样制备小配合试验胶料在1.?L密

4、炼机中混炼，加料顺序为：NR一炭黑、白炭黑一活性剂、防老剂等，停放12h后在开炼机上加入硫黄和促进剂。大配合试验胶料分两段混炼，均执行自动混炼工艺。一段混炼在GK400N型密炼机中进行，依次加入NR、炭黑、白炭黑、活性剂和防老剂等，排胶温度为160℃；二段混炼在GK255N型密炼机中进行，加入硫黄和促进剂，排胶温度为105℃。1.5性能测试各项性能均按相应的国家或企业标准测试。2结果与讨论2.1小配合试验表1小配合试验胶料的硫化特性项目试验配方生产配方门尼粘度[ML(1+4)100℃]4848门尼焦烧时间(127℃)/mint521.5310.58t3529.3514.

5、55硫化仪数据(151℃)ML/(dN·m)1.461.51Mn/(dN·m)15.0512.8lt10/min2.652.54t90/min9.987.57表2小配合试验硫化胶的物理性能项目试验配方生产配方硫化胶性能(15l℃×30min)密度/(Mg·m-3)1.101.10邵尔A型硬度/度5659100%定伸应力/Mh2.42.6200%定伸应力/MPa6.66.8300%定伸应力/MPa12.312.4拉伸强度/MPa26.826.1拉断伸长率/%532530拉断永久变形/%1219撕裂强度/(kN·m-1)149138回弹值/%5146屈挠5万次割口增长/mm

6、4.55.4100℃×72h热空气老化后100%定伸应力/MPa3.63.8拉伸强度/MPa20.012.9拉断伸长率/%373255拉断永久变形/%66撕裂强度/(kN·m-1)835310万次疲劳后300%定伸应力/MPa1L111.7拉伸强度/MPa24.523.6拉断伸长率/%507495拉断永久变形/%1514表3小配合试验硫化胶的动态性能tanδ值试验配方生产配方老化前应变扫描0.05°0.0560.0710.10°0.0570.0830.20°0.0600.0830.50°0。0610.0861.00’0.0520.0802.00°0.0590.0793.

7、00°0.0620.0835.00°0.0760.099180℃×60min老化后应变扫描0.05°0.0510.1020.10°0.0600.1130.20°0.0750.1130.50°0.0890.1231.00°0.0870.1132.00°0.0870.1143.00°0.0920.122注：1)温度为70℃，频率为20r·min-1。硫化条件为151℃×30min。小配合试验结果见表1～3。从表1-3可以看出，与生产配方相比，试验配方胶料的门尼焦烧时间明显延长，加工安全性提高；硫化胶的撕裂强度和回弹值明显增大；经热空气老化和1