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轮胎的最新技术动向

发布日期:2017-05-27 来源: 本网 查看次数: 156 作者:admin

核心提示:  王福坤编译本文介绍了轮胎轻量化及白炭黑与滚动阻力、摩擦系数的关系,并且通过配合白炭黑及炭黑的实例,得出了白炭黑与炭黑在橡胶与胎圈填充胶的相互作用中产生的不同效果。  1前言是非常新奇的材料本文将介绍有关降低轮胎重量的开发实例轮胎闻世以来,已经历了约110个年头,迄今为止,怎样提高轮胎的基本性能,即“承受车辆装载的重量,车辆行驶、转弯及制动等方面的性能”,仍是重要的开发主题。可是,最近“环境问题

  王福坤编译本文介绍了轮胎轻量化及白炭黑与滚动阻力、摩擦系数的关系,并且通过配合白炭黑及炭黑的实例,得出了白炭黑与炭黑在橡胶与胎圈填充胶的相互作用中产生的不同效果。

  1前言是非常新奇的材料本文将介绍有关降低轮胎重量的开发实例轮胎闻世以来,已经历了约110个年头,迄今为止,怎样提高轮胎的基本性能,即“承受车辆装载的重量,车辆行驶、转弯及制动等方面的性能”,仍是重要的开发主题。可是,最近“环境问题”也成了轮胎开发主题的一个这不仅是轮胎行业,也是整个产业界的技术开发关于这点,即使从目前的汽车贸易中,将橡塑性材料列入环境问题的情况日益增多来看,也不难理解就环境问题而言,作为第一话题的是轮胎的再利用问题。1996年度轮胎的再利用率非常高,达到9%,其中热利用约占51%,但体现橡胶原有功能方面的再利用还不够。

  及用白炭黑和炭黑配合的填充胶与橡胶相互作用的研讨实例。

  2轮胎的轻量化汽车轮胎大致由六个部分组成,分别是胎面(冠部)胎侧、带束层(缓冲层)胎体、胎圈及内衬层各个部分与轮胎的特性都有着密切的关系。

  轿车轮胎各部分的重量构成比,见所示其胎面与带束层约占50%作为致力于轻量化研究的范例(如所示),已有用芳纶帘线取代钢丝帘线的轮胎问世力与潮湿路面上的摩擦特寸处于aWemiepi往那样减使用材料gh而轮胎的再利用状况将橡胶材料再次作为原材料的再利用方法,即关于橡胶再利用技术的研究,最近开始蓬勃开展起来再者,噪音、大气污染及节省资源等问题与轮胎也有密切关系,降低轮胎旋转时发出的声音,减轻轮胎的重量和降低轮胎的滚动阻力等,已成了重要的开发主题。尤其为了谋求降低轮胎的滚动阻力,以白炭黑作为橡胶的补强剂,已成了当今的主要议题与配合炭黑相比,配合白炭黑兼有滚动阻轿车用轮胎的各部分重量构成比另外,还开发了将短纤维掺入橡胶中,通过控制刚度谋求轮胎部件的轻量化等技米如所示,通过掺入短纤维,可得到比配合炭黑高出2-3倍的弹性率,应用这一方法,制得了以轻量化来提高滚动阻力与操纵稳定性的轮胎,不久即可投入使甩关于对轮胎轻量化技术的认识,不是像以有定向性的材料配合到橡胶中去,这种新概念已开始形成3胎面胶与轮胎特性在轮胎的组成中,特别是胎面胶,它直接与地面接触,且体积大,所以是最重要的部分。

  与胎面胶配合技术相关的轮胎特性主要有(1)干、湿抓着力,(2)滚动阻力,(3)耐磨特性这些特性各自存在相互矛盾的关系,为了解决这些问题,轮胎制造厂正在进行不懈的努力,白炭黑配合技术就是其中一项成果3.1配合白炭黑橡胶的摩擦特性当将配合白炭黑橡胶与配合炭黑橡胶进行潮湿沥青路面上的轮胎摩擦特性比较时,配合白炭黑的轮胎的滑移率约1(%时,摩擦系数最而,随着滑移率的增大,配合白炭黑与配合炭黑的差异就逐渐缩小,在止动状态时其差几乎为零在潮湿沥青路面上配合炭黑及配合白炭黑轮胎的摩擦特性3.2滚动阻力与摩擦系数从轮胎的滚动阻力与在潮湿沥青路面上的最大摩擦系数的关系来比较配合白炭黑与配合炭黑两种状况,就可得到像所示的那种结果即在同一滚动阻力情况下,配合白炭黑的最大摩擦力要高于配合炭黑的轮胎的最大摩擦力。在配置ABS塑料的车辆上有效地利用了白在潮湿沥青路面上,轮胎最大摩擦系数与滚动阻力的关系3.3配合白炭黑与炭黑的物理性能如所示,配合白炭黑与配合炭黑的场合,滚动阻力与湿抓着力性能均呈良好状态。如大,且此厉于同滑移率的炭黑的轮胎盈心87所示,白炭己合原由,可认为是由于配合白炭黑胶料的模量在应变极小的区域内变低,而与路面的接触面积增加,致使粘附摩擦提高的缘故。与炭黑相比,配合白炭黑胶料的应变在小的区域中变得缓和的原因,是由于白炭黑与炭黑表面组成的差别引起的橡胶与填充胶间的相互作用不同的缘故。

  配合炭黑与配合白炭黑胶料的拉伸性能3.4配合白炭黑必须解决的问题若将白炭黑取代炭黑用于胎面胶时,如前所述,能进一步改善滚动阻力与湿抓着力。但今后应解决以下几个问题。

  与炭黑相比,因白炭黑表面的特殊状况,在混炼中难以分散,故需要使用偶联剂且必须控制混炼温度与炭黑相比,白炭黑的导电性差,应除去其静由目前的开发,都是从轮胎的结构或材料这二个方面来研讨改进方法的4橡胶与填充胶间的相互作用在此,若研究一下橡胶与填充胶间的相互作用,有关填充胶的补强效果一般认为有以下几点:(1)填充胶的体积的增加致使橡胶体积减少。(2)由橡胶与填充胶界面的物理与化学结合而产生的网络效果(3)由于填充胶周围的橡胶分子接受集中应变而起到弹性理论中的补强效果关于配合炭黑问题,过去藤本等人进行过许多研究,曾提出过非匀质结构模型这一非常典型的模型在该篇论文中,橡胶与填充胶的相互作用部分叙述了C相构成了化学结合和物理结合,这些正是炭黑完成的重要补强作用。

  在配合白炭黑的场合,通过采用硅烷偶联剂,使橡胶与白炭黑化学结合,从而改善了胶料的特性。与配合炭黑时状况相比,配合了白炭黑,则轮胎的滚动阻力,湿抓着力等特性显得优良究其原因,估计是橡胶与填充胶的结合形态不同造成的因此,下面对有关在配合炭黑与配合白炭黑技术中,与轮胎特性有着密切关系的橡胶物理性能怎样变化这一情况作一叙述4.1配合炭黑列出了将白炭黑用的偶联剂N.N'双(2甲基-2硝化丙基)-1. 6二氨基己烷〈住友化学制〉应用到橡胶配合中的粘弹特性从图中可了解到该偶联剂与滚动阻力的特性密切相关,在应用了该偶联剂后,tan在40剂的问题,从0(并用提高反应性的聚合物)来看,它是用环氧化天然橡胶及二胺系化合物偶联剂来进行实验的L由0可知使用纯环氧化天然橡胶时,在滚动阻力范围内的tanr要高于天然橡胶,而当采用了六亚甲基二胺(HM-DA)后,其tanr就下降了。1跟tarn与温度的相互关系有关的不同二胺产生的效果其次,这种效果在SBR(丁苯橡胶)中也得到了确认,当使用六亚甲基二胺时也得到了同样的效果(2)3是与此完全相反的实验,就是使炭黑与橡胶的反应点失去活性,结果是与橡胶的化学结合减少了。在此实验中使用的炭黑,是在高温中经过石墨化处理的样品。由于在滚动阻力范围内tanr提高,据此结果可以认为,即使配合炭黑,让其与具有化学性质的橡胶结合,同样有可能在滚动阻力与抓着性能上获得良好的匀关的石墨化炭黑的影响4.2配合白炭黑在配合白炭黑的情况下,白炭黑与橡胶是否化学结合,其物理性能差异很大。使用让橡胶与白炭黑进行化学结合的双-:3三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫醚硅院,以及仅起到白炭黑分散剂作用化学上不结合的三甲氧苯基硅烷(KBM103,日本信越化学工业制)以及聚乙二醇,对胶料的粘弹性进行了评价。评价结果认为,只有在使用了让橡胶与白炭黑进行化学结合的硅烷偶联剂(Si69)的场合,滚动阻力范围内的tanF才下降(4)此实验结果清楚地表明,仅仅改善白炭黑的分散性是不够的,如何使橡胶与白炭黑相结合仍是重要的课题4.3今后的研究课题为了使橡胶与填充胶很好地结合,有必要研究橡胶、填充胶的改性(引入官能因)及能使各种配合匀衡的偶联剂当然,其中也需考虑其缺点,例如,在橡胶中引入二胺系化合物后,存在着焦烧问题。填充胶的表面改性后有可能产生与橡胶的相容性问题,由此而造成分散不良为了使橡胶与填充胶进行化学结合,控制混炼条件(温度、时间)便成为重要环节。由表1也不难看出混炼温度给物理性能带来的影响。

  众所周知,高温混炼后会产生加工上的问题,故在有关专利中介绍了控制混炼温度的方法5结束语(上接第43页)除汽车配件以外,丁腈橡胶还可用于生产耐油、耐热'耐低温橡胶制品,如模制品、挤出制品、海绵制品、石棉橡胶制品、胶辊、耐油胶鞋大底、胶管、胶垫、胶带、电缆、胶粘剂、塑料改性、橡塑共混、电子电气用材料、建材、增塑剂涂料、织物涂层、传送带、印刷、纺织、冶金工业用耐油胶辊、石油化工用橡胶板、摩擦材料等。

  氯化聚醚改性丁腈橡胶具有较高的熔点(180),热稳定性好,具有良好的机械性能,介电性能,独特的耐老化,耐磨蚀性及在胶宽温度范围内的相当高的抗蠕变性加入增塑剂后可大大改善它的低温性能,延长密封件的使用寿命,扩大使用范围,因此,开发改性丁腈橡胶的品种有利于丁腈橡胶向纵深发展(未完待续)为了提高轮胎特性中的滚动阻力,抓着力及磨耗等的性能,今后研究橡胶的改性,填充胶的改性及偶联剂的开发会越来越积极,同时,在使用这些材料时,控制反应用的设备方面的研究也会不断取得进展。

  表i在不同混炼温度下,各种配合橡胶的拉伸试验结果低温混炼高温混炼炭黑配合白炭黑娃69配合白炭黑聚乙二醇纯橡校配合炭黑配合白炭黑娃69配合白炭黑聚乙二醇纯橡校配合排出温度(C)

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