白炭黑在全鋼載重子午線輪胎胎肩墊膠中的應(yīng)用

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1、白炭黑在全鋼載重子午線輪胎胎肩墊膠中的應(yīng)用白炭黑主要用于子午線輪胎的帶束層，以增強(qiáng)鋼絲與橡膠的粘合性能；也可用于子午線輪胎胎面，以提高胎面的抗刺扎和抗崩花掉塊性能，但耐磨性能有所下降，因此其用量很小。與炭黑相比，白炭黑具有環(huán)保和節(jié)能等優(yōu)點，可以減小膠料的滯后損失，降低輪胎的滾動阻力和油耗，白炭黑填充膠料的物理性能明顯改善。近年來隨著社會對高性能“綠色輪胎”需求的不斷增加，白炭黑在輪胎中的應(yīng)用越來越廣，用量也越來越大。全鋼載重子午線輪胎胎肩墊膠位于0°帶束層下方，用以避免輪胎肩部應(yīng)力集中.，使應(yīng)力轉(zhuǎn)移至胎體，減少輪胎在行駛過程中的肩部生熱導(dǎo)致的肩空。胎肩墊膠具有高彈性、低

2、生熱和抗撕裂等特點。國內(nèi)外各大晶牌輪胎的胎肩墊膠配方設(shè)計非常相似，膠種均為NR，炭黑用量一般約為35份，這種體系雖然達(dá)到了彈性高、生熱低的要求，但抗撕裂性能明顯下降，在剪切應(yīng)力條件下容易造成肩裂和肩空。本工作研究白炭黑在全鋼載重子午線輪胎胎肩墊膠中的應(yīng)用。1實驗1.1主要原材料NR，牌號SMRl0，馬來西亞產(chǎn)品；白炭黑，山東東營新達(dá)化工廠產(chǎn)品；不溶性硫黃，牌號IS6033，泰安精細(xì)化工廠產(chǎn)品。1.2配方生產(chǎn)配方為：NR100，炭黑N375/N66045，活性劑6.5，防老劑40201.2，防老劑TMQ0.5，促進(jìn)劑NOBS0.7，促進(jìn)劑CZ0.7，不溶性硫黃1.47，其

3、它5。試驗配方為：NR100，炭黑N375/N66037.5，白炭黑4，活性劑5，防老劑40201.7，防老劑TMQ0.6，炭黑分散劑1.5，促進(jìn)劑NOBS1.65，不溶性硫黃1.675。1.3主要設(shè)備和儀器160mm×320mm開煉機(jī)，青島橡膠機(jī)械廠產(chǎn)品；1.7L密煉機(jī)，日本神戶制鋼公司產(chǎn)品；GK400N和GK255N型密煉機(jī)，德國W&P公司產(chǎn)品；MV2000型門尼粘度計、MDR2000型無轉(zhuǎn)子硫化儀、T-2000型萬能拉力試驗機(jī)和RPA2000型橡膠加工性能試驗儀，美國埃邇法科技有限公司產(chǎn)品；回彈性試驗儀，德國VEB公司產(chǎn)品。1.4試樣制備小配合試驗?zāi)z料在1.?L密

4、煉機(jī)中混煉，加料順序為：NR一炭黑、白炭黑一活性劑、防老劑等，停放12h后在開煉機(jī)上加入硫黃和促進(jìn)劑。大配合試驗?zāi)z料分兩段混煉，均執(zhí)行自動混煉工藝。一段混煉在GK400N型密煉機(jī)中進(jìn)行，依次加入NR、炭黑、白炭黑、活性劑和防老劑等，排膠溫度為160℃；二段混煉在GK255N型密煉機(jī)中進(jìn)行，加入硫黃和促進(jìn)劑，排膠溫度為105℃。1.5性能測試各項性能均按相應(yīng)的國家或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測試。2結(jié)果與討論2.1小配合試驗表1小配合試驗?zāi)z料的硫化特性項目試驗配方生產(chǎn)配方門尼粘度[ML(1+4)100℃]4848門尼焦燒時間(127℃)/mint521.5310.58t3529.3514.

5、55硫化儀數(shù)據(jù)(151℃)ML/(dN·m)1.461.51Mn/(dN·m)15.0512.8lt10/min2.652.54t90/min9.987.57表2小配合試驗硫化膠的物理性能項目試驗配方生產(chǎn)配方硫化膠性能(15l℃×30min)密度/(Mg·m-3)1.101.10邵爾A型硬度/度5659100%定伸應(yīng)力/Mh2.42.6200%定伸應(yīng)力/MPa6.66.8300%定伸應(yīng)力/MPa12.312.4拉伸強(qiáng)度/MPa26.826.1拉斷伸長率/%532530拉斷永久變形/%1219撕裂強(qiáng)度/(kN·m-1)149138回彈值/%5146屈撓5萬次割口增長/mm

6、4.55.4100℃×72h熱空氣老化后100%定伸應(yīng)力/MPa3.63.8拉伸強(qiáng)度/MPa20.012.9拉斷伸長率/%373255拉斷永久變形/%66撕裂強(qiáng)度/(kN·m-1)835310萬次疲勞后300%定伸應(yīng)力/MPa1L111.7拉伸強(qiáng)度/MPa24.523.6拉斷伸長率/%507495拉斷永久變形/%1514表3小配合試驗硫化膠的動態(tài)性能tanδ值試驗配方生產(chǎn)配方老化前應(yīng)變掃描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老化后應(yīng)變掃描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)溫度為70℃，頻率為20r·min-1。硫化條件為151℃×30min。小配合試驗結(jié)果見表1～3。從表1-3可以看出，與生產(chǎn)配方相比，試驗配方膠料的門尼焦燒時間明顯延長，加工安全性提高；硫化膠的撕裂強(qiáng)度和回彈值明顯增大；經(jīng)熱空氣老化和1