橡胶加工分析仪与动态热力学分析仪测试胶料滞后损失的相关性研究
2017-07-22侯晓倩杨文真
轮胎工业 2017年11期
侯晓倩,苏 近,杨文真
(1.青岛科技大学 高分子科学与工程学院,山东 青岛 266042;赛轮金宇集团股份有限公司,山东 青岛 266500)
汽车工业的发展对轮胎工业提出了新的要求,特别是近20年,美国和欧洲关于行驶安全、节约燃料和环境保护的相关法规,规定了滚动阻力、抓着力、环境噪声等轮胎指标限值。2016年4月,中国汽车绿色轮胎等级认证开始实施。轮胎滚动阻力与轮胎胎面胶的滞后损失有直接关系,低滞后损失的胶料有利于降低轮胎滚动阻力,从而降低油耗,实现节能环保。在此背景下,胶料滞后损失成为轮胎最重要的性能指标之一[1-4]。
胶料滞后生热的来源主要为聚合物分子链粘性变形产生的滞后损失,以及填充剂与聚合物分子链之间的摩擦。本工作选取天然橡胶(NR)、乳聚丁苯橡胶(ESBR)和溶聚丁苯橡胶(SSBR)作为基体胶,通过橡胶加工分析仪(RPA)与动态热力学分析仪(DMA)测试使用不同粒径和结构度炭黑的胶料滞后损失,并对其相关性进行研究。
1 实验
1.1 基体材料的选择
NR,SCR20,非极性通用橡胶,具有优良的加工性能和物理性能,广泛应用于橡胶工业中。
ESBR,牌号1502,其大分子结构中含有苯环,动态变形时滞后损失较大。
SSBR,牌号2557S,充油量为37.5份,其相对分子质量较大且分布较窄,分子链特性优越,具有较低的滞后损失,广泛应用于低滚动阻力轿车轮胎胎面胶中。
1.2 试验配方
NR胶料配方:NR 100,炭黑(变品种) 45,氧化锌 5,硬脂酸 3,环保芳烃油 6,硫黄2.2,促进剂NZ 0.8。
ESBR胶料配方:除NR改为ESBR,促进剂NZ用量改为1份外,配方其他组分和用量同NR胶料配方。……
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