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| 白炭黑和偶联剂Ｓｉ69在载重斜交轮胎胎肩胶中的应用 |
随着公路等级的提高和运输业的发展,汽车在高速、超负荷下行驶已相当普遍,人们对轮胎的性能要求也越来越高。轮胎在使用过程中胎肩承受的应力集中、变形大、生热较高,因此在行驶过程中易发生肩空、肩裂等早期损坏现象。我公司现用的载重斜交轮胎胎肩胶虽然具有弹性高、生热低的特点,自1998年投产以来因肩空问题而产生的退赔率显著降低,但是为了进一步提高胎肩胶的抗撕裂性能,在其配方中加入了白炭黑和偶联剂Ｓｉ69,取得了较好的效果。
1 实验
1.1 原材料
白炭黑,南昌南吉化工厂产品;偶联剂Ｓｉ69,南昌洪城有机硅厂产品;其它原材料为现生产用材料。
1.2 试验配方
ＮＲ(20#标准胶) 80;ＢＲ 20;氧化锌 10;硬脂酸 2.5;硫黄 1.2;促进剂 1.55;微晶蜡
1;防老剂 2.5;炭黑 45;高芳烃油 3;白炭黑 变量;偶联剂 Ｓｉ69 变量。
1.3 主要试验仪器和设备
ＸＫ 150型开炼机,大连冰山橡塑股份有限公司产品;Ｆ270型密炼机,ＰＯＭＩＮＩ公司产品;ＭＤＲ2000型硫化仪和Ｔ10电子拉力机,美国孟山都公司产品。
1.4 胶料混炼
小配合试验的加料顺序为:生胶→小料→炭黑、白炭黑、偶联剂Ｓｉ69氧化锌油硫黄。大配合试验胶料采用两段混炼工艺,加料顺序为:一段混炼:生胶小料白炭黑、偶联剂Ｓｉ69、1/4炭黑→3/4炭黑、氧化锌→油、二段终炼:胎肩胶母炼胶→促进剂→硫黄。
1.5 性能测试胶料性能按相应的国家标准进行测定。
2 结果与讨论
2.1 理化分析
白炭黑和偶联剂Ｓｉ69的理化分析结果分别见表1和2。
由表1和2可见,白炭黑和偶联剂Ｓｉ69的理化分析结果均符合指标要求。
2.2 小配合试验
小配合试验胶料的物理性能测试结果见表3。
从表3可以看出,胎肩胶中加入白炭黑和偶联剂Ｓｉ69,胶料的综合物理性能得到明显改善,特别是老化前后抗撕裂性能提高幅度较大。这是由于硅烷偶联剂有效改善了白炭黑的表面化学性质,提高了白炭黑在橡胶中的润湿性和分散性。
2.3 大配合试验
选取综合性能较好的3#配方进行车间大料试验。从炼胶操作工艺看,加入白炭黑的胶料挺性大、易脱辊,这在半成品挤出前的热炼过程中比较明显。大配合试验胶料的物理性能测试结果见表4。
从表4可以看出,大配合试验数据与小配合试验数据相吻合,表明经偶联剂Ｓｉ69改性后的白炭黑与橡胶之间由于形成了填料 橡胶键,使其补强性能大大提高,不但赋予胶料较高的强伸性能,而且明显改善了胶料老化前后的抗撕裂性能和疲劳性能,达到了预期的目的。
2.4 成品性能试验
以大配合胶料制备9 00-2016ＰＲ轮胎进行成品性能试验。耐久性试验按国家标准ＧＢ4501—84进行,试验结果见表5。
从耐久性试验结束后的轮胎破坏处断面看,无论是普通载重斜交轮胎、精品载重斜交轮胎,还是超载加强轮胎,加入白炭黑和偶联剂Ｓｉ69的胎肩胶本身均未发生任何形式的损坏,而且累计行驶时间和累计行驶里程均比对比轮胎有所提高,特别是当负荷率增大到150%后仍有较长的耐久寿命。按轮检(92)便012规定对精品载重斜交轮胎进行了高速性能试验,结果如下:标准负荷 2800ｋｇ;达到速度 90ｋｍ·ｈ-1;累计行驶时间 8.8ｈ;损坏形式 冠爆。
3 结语
在载重斜交轮胎胎肩胶中加入白炭黑和偶联剂Ｓｉ69是避免轮胎发生早期损坏的一种有效措施,对延长轮胎的使用寿命具有重要意义。 |
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