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1、648轮胎工业2007年第27卷填料-弹性体相互作用对填充硫化胶滞后损失、湿摩擦性能和磨耗性能的影响(续一)王梦蛟[卡博特(中国)投资有限公司,上海201108]中图分类号:TQ330.38+1/3;U463.341文献标识码:B文章编号:1006-8171(2007)11-0648-09[43](接上期)较相似而与炭黑硫化胶大不相同。但是,虽然4湿摩擦性能与炭黑轿车轮胎胎面胶相比,用英国便携式摩擦[44]众所周知,由于湿滑所涉及的动态应变的高试验机(BPST)及Grosch磨耗和摩擦试验机[
2、45]频性质,胎面胶在低温和可测频率下的动态滞后(GAFT)测量的填充CSDPF的轿车轮胎胎面[27-31]损失,即tan对抗湿滑性能是非常重要的。胶的抗湿滑性能可以得到一定改善,但是仍远远[32,33]某些研究发现,粘性模量与抗湿滑性能之间不能与白炭黑胎面胶匹敌。有良好的相关性。许多研究人员应用硫化胶动态此外,从绿色轮胎实现商品化以来,对其抗湿[34-36]模量的不同函数与抗滑试验中的磨耗减滑性能已进行了大量的研究工作,并积累了大量[37,38]量相结合,以拟合其试验结果。大多数人认的实验室试验和轮胎试验结果。分析发现,白炭为,硫化胶摩擦由
3、各种不同的能量损耗组成,其中黑并不总是利于提高轮胎的抗湿滑性能。例如,包括变形滞后损失、粘附、破坏(磨耗或/和撕裂),在类似于载重轮胎行驶的条件下,白炭黑轮胎的[34,39][26]甚至包括在水中的粘性剪切损耗。几乎所抗湿滑性能较差。对于轿车轮胎而言,白炭黑[46]有人都同意前两种损耗对弹性体在刚性表面上的不利于轮胎的抗干滑性能。即使是对于轿车摩擦起主要作用,其主要由硫化胶动态性能,特别轮胎的抗湿滑性能,也不是采用白炭黑总有利。[34,39-41]是滞后损失和动态模量决定。在绿色轮胎表1列出根据轮胎和汽车生产商以及填料供应商商品化时,发现这种轮
4、胎除了滚动阻力低以外,还提供的资料汇总的白炭黑和炭黑的适宜使用条[47]具有抗湿滑性能较好的特点。很多研究都得出,件。表1表明,抗湿滑性能涉及的机理比根据绿色轮胎的这个特点是由硫化胶的动态性能决定动态性能对其进行的分析复杂。但是人们需要用[30,42]的,如在低温和高频下tan较大,或在较高一种统一而非特定的理论来解释所有填料对抗湿[32]速度下G较大。但是当把这些理论用于新填滑性能的影响,也就是说,观察到的所有由填料引料时,硫化胶的湿摩擦性能似乎不能完全用动态发的现象都应遵循一个通则。性能来解释。例如,当把CSDPF2000用于轿车目前已
5、认识到,虽然胎面胶的动态性能,即轮胎胎面胶时,其动态性能与配方类似但填料为低温下的动态滞后损失和模量是重要的,但是白炭黑和偶联剂TESPT的胎面胶基本相同。该其弹性流体动力学润滑(EHL)和界面润滑[48]动态性能不仅包括恒应变、不同温度下测量的动(BL),尤其是微观弹性流体动力学润滑(ME-[26]态性能(见图7),而且还包括在不同温度和不同HL)也很重要。微观弹性流体动力学润滑在应变下测量的动态性能(见图8和9)。使用不同试验条件下抗湿滑性能中的相对作用取决于WLF原理,根据不同温度下由频率决定的动态性胎面胶的组成,如聚合物和填料的性质,特
6、别是其能总曲线得出,CSDPF与白炭黑硫化胶动态性能相互作用。第11期王梦蛟.填料-弹性体相互作用对填充硫化胶滞后损失、湿摩擦性能和磨耗性能的影响(续一)649图7填充不同填料的轿车轮胎胎面胶(SSBR/BR并用比75/25)动态性能与温度的关系(5%DSA和10Hz)填料(75份):1白炭黑ZeoSil1165/TESPT;2炭黑N234;3CSDPF2214/TESPT。图870时填充不同填料轿车轮胎胎面胶(SSBR/BR并用比75/25)动态性能与应变的关系(10Hz)注同图7。650轮胎工业
7、2007年第27卷图90时填充不同填料轿车轮胎胎面胶(SSBR/BR并用比75/25)动态性能与应变的关系(10Hz)注同图7。41弹性流体动力学润滑表1不同条件下填充炭黑与白炭黑胎面胶的当固体表面被厚度比(路面)凸起高度大的润抗湿滑性能对比滑剂(此处为水)膜分开时,摩擦阻力或牵引力取项目炭黑白炭黑决于膜的流体力学,这一现象称之为流体动力学路面润滑(HL)。在此情况下摩擦力主要由界面水膜干+-的剪切应力引起。弹性流体动力学润滑的情况是湿+/--/+周围固体弹性变形在流体动力学润滑过程中起重湿路面[49]要作用。由于在两个固体
8、相对运动时润滑水路面结构产生的流体动力学向上的压力,弹性固体将产生低(0.2~0.5)-+高(>0.6)+-局部变形,水膜的几何形状出现
