填料对轮胎抗湿滑性能的影响(一):水的润滑作用与填料-弹性体的相互作用(下)

对新填料的应用研究发现,轮胎在路面上的抗湿滑性不仅取决于胎面胶料的动态特性,也取决于在微观尺度上的弹性流体动力润滑性能。在分析干、湿条件下的摩擦概念,以及对比胎面胶磨损表面和路面可能出现的模拟材料的摩擦系数,曾推论在湿滑条件下进行抗滑性试验时,白炭黑填充胶料磨损表面的表层存在着裸露的白炭黑,但在炭黑填充胶的表面,填料聚结体仍被橡胶膜覆盖。填料表面能测试、填充硫化胶性能分析及AFM对胶料抗滑试验后磨损表面的直接观察结果都证实了这一推论。白炭黑和炭黑填充硫化胶表面组成不同,对微观弹性流体力学润滑产生的影响亦不同,从而会导致抗湿滑性能的差异。     

填料对轮胎抗湿滑性能的影响(二):填料-弹性体相互作用对水润滑性能的影响(下)

以前的研究证明,在湿滑试验过程中硫化胶的磨损表面上炭黑聚结体为橡胶膜所覆盖,而部分白炭黑聚结体却裸露在外表。应用轮胎在滑移或滚动过程中胎面胶与路面接触区的"三区概念"(即挤出水膜区、过渡区和牵引区),解释了用各种试验方法并在各种条件下测得的炭黑和白炭黑对抗湿滑性能影响的实验结果。在水膜挤出区和过渡区中,流体动力学和微观弹性流体动力学润滑机理占主导地位,此时白炭黑有利于提高湿摩擦性能;而在牵引区中,摩擦主要取决于界面润滑,炭黑填充胶的抗湿滑性能是比较好的。在水膜挤出区和过渡区较大的润滑条件下,如高速、低温、光滑路面、低负荷、大滑移角及ABS制动的条件下,白炭黑表现出优异的性能。但在牵引区较大的情况下,炭黑可赋予较高的抗湿滑性能。据此开发了一种炭-二氧化硅的新型双相填料CSDPF 4210。采用该填料所制造的轮胎可大幅改善配有ABS的轿车在高速和平滑路面上的抗湿滑性能。     

填料对轮胎抗湿滑性能的影响(二):填料-弹性体相互作用对水润滑性能的影响(上)

以前的研究证明,在湿滑试验过程中硫化胶的磨损表面上炭黑聚结体为橡胶膜所覆盖,而部分白炭黑聚结体却裸露在外表。应用轮胎在滑移或滚动过程中胎面胶与路面接触区的"三区概念"(即挤出水膜区、过渡区和牵引区),解释了用各种试验方法并在各种条件下测得的炭黑和白炭黑对抗湿滑性能影响的实验结果。在水膜挤出区和过渡区中,流体动力学和微观弹性流体动力学润滑机理占主导地位,此时白炭黑有利于提高湿摩擦性能;而在牵引区中,摩擦主要取决于界面润滑,炭黑填充胶的抗湿滑性能是比较好的。在水膜挤出区和过渡区较大的润滑条件下,如高速、低温、光滑滑路面、低负荷、大滑移角及ABS制动的条件下,白炭黑表现出优异的性能。但在牵引区较大的情况下,炭黑可赋予较高的抗湿滑性能。据此开发了一种炭-二氧化硅的新型双相填料CSDPF 4210。采用该填料所制造的轮胎可大幅改善配有ABS的轿车在高速和平滑路面上的抗湿滑性能。     

TESPT对白炭黑填充SBR复合材料物理机械性能和介电性能的影响

在炭黑为主要补强材料的轮胎胎面胶行业中,人们对用白炭黑作为补强填料产生了极大的兴趣。这是因为与炭黑填充胶料相比,白炭黑填充胶料的湿路面牵引性能及雪路面牵引性能较好,而且滚动阻力较小。白炭黑在轮胎胎面胶料中的用量逐年增大,可能成为轮胎的主要填充剂。但是,白炭黑填充胶料仍存在一些问题,如未硫化胶料粘度增大,硫化速度慢等。     

新型高性能溶聚丁苯橡胶在轮胎胎面胶中的应用

研究白炭黑/炭黑填充的新型高性能溶聚丁苯橡胶（H-SSBR）的各项性能以及填料在硫化胶中的微观分布,并在较佳白炭黑/炭黑并用比下,研究H-SSBR/天然橡胶（NR）并用比对胶料性能的影响。结果表明：随着白炭黑/炭黑并用比的减小,H-SSBR胶料的拉伸强度、拉断伸长率、压缩疲劳温升和耐磨性能提高,抗湿滑性能降低,滚动阻力增大;电镜照片表明,炭黑与白炭黑相互镶嵌分布在H-SSBR橡胶基体中,形成交织的填料网络,可发挥出双相填料的作用。在H-SSBR中并用适量NR,胶料的焦烧时间和正硫化时间缩短,拉断伸长率、撕裂强度和压缩疲劳温升提高,耐磨性能、抗湿滑性能和滚动阻力降低。在H-SSBR中并用适量NR可获得加工和使用性能较佳的绿色轮胎胎面胶。     

高乙烯基溶聚丁苯橡胶在轮胎胎面胶中的应用

研究白炭黑/炭黑填充的新型高乙烯基溶聚丁苯橡胶(H-SSBR)的各项性能以及填料在硫化胶中的微观分布,并在较佳白炭黑/炭黑并用比下,研究H-SSBR/天然橡胶(NR)并用比对胶料性能的影响。结果表明:随着白炭黑/炭黑并用比的减小,H-SSBR胶料的拉伸强度、拉断伸长率、压缩疲劳温升和耐磨性能提高,抗湿滑性能降低,滚动阻力增大;电镜照片表明,炭黑与白炭黑相互镶嵌分布在H-SSBR橡胶基体中,形成交织的填料网络,可发挥出双相填料的作用。在H-SSBR中并用适量NR,胶料的焦烧时间和正硫化时间缩短,拉断伸长率、撕裂强度和压缩疲劳温升提高,耐磨性能、抗湿滑性能和滚动阻力略有降低。在H-SSBR中并用适量NR可获得加工和使用性能较佳的绿色轮胎胎面胶。     

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

简要评述填料-聚合物和填料-填料相互作用对填充硫化胶动态性能、湿摩擦性能,特别是微观弹性流体力学润滑作用以及耐磨性能的影响,并从理论和实践两方面讨论这些影响.胎面胶的滞后损失、湿摩擦性能和耐磨性能分别对轮胎的滚动阻力、湿滑性能和耐磨性能起决定作用.填料结构形态及表面特性对硫化胶的滞后损失、湿摩擦性能和耐磨性能影响很大.     

炭黑与白炭黑补强溶聚丁苯橡胶和乳聚丁苯橡胶胎面胶性能的对比研究

对比研究采用相同体积分数的炭黑和白炭黑分别补强溶聚丁苯橡胶(SSBR)和乳聚丁苯橡胶(ESBR)胎面胶的性能。试验结果表明:与炭黑填充丁苯橡胶(SBR)胶料相比,经偶联剂Si69(用量为白炭黑用量的8%)热处理的白炭黑填充SBR胶料的分散性改善,硫化胶的300%定伸应力增大,拉断伸长率减小,抗湿滑性能提高,滚动阻力和动态生热降低,耐磨性能和抗切割性能较差。     

不同填料对丁苯橡胶硫化胶应力软化效应的影响

研究炭黑、白炭黑和白炭黑/硅烷偶联剂TESPT填充丁苯橡胶硫化胶的应力软化效应,并通过扫描电子显微镜表征填料在胶料中的分散程度,探讨填料-填料相互作用、橡胶-填料相互作用、循环加载拉伸及恢复条件等因素对硫化胶应力软化效应的影响。结果表明:炭黑填充硫化胶的应力软化效应最强,白炭黑填充硫化胶的应力软化效应最弱,加入硅烷偶联剂TESPT后白炭黑填充硫化胶的应力软化效应增强;白炭黑填充硫化胶的应变能恢复程度最高,炭黑填充硫化胶次之,白炭黑/硅烷偶联剂TESPT填充硫化胶最低。     

环氧化液体聚丁二烯接枝白炭黑填充轮胎胎面胶的性能(一)

本文是在白炭黑覆胶工艺研究达到预期目的之后,将关注的重点转移到提高聚合物-填料之间的相互作用和降低在橡胶基质中分散沉淀法白炭黑所需的能量消耗两个方面的课题研究。简单地说,就是通过在白炭黑表面接枝环氧化液体聚丁二烯来获得低成本和环境友好的加工方法。在标准轿车轮胎胎面胶配方中用聚合物接枝白炭黑作为补强填充剂,研究了胶料的加工性能、硫化动力学和硫化胶的各种性能。研究结果证实,涂覆于白炭黑表面的环氧化聚丁二烯的环氧化程度、摩尔质量和微观结构对混炼胶的加工性能、硫化动力学和硫化胶的各种性能有很大影响。与用双-[三乙氧基甲硅烷基丙基]-四硫化物作为硅烷偶联剂的对比配方胶相比,聚合物接枝白炭黑填充胶的动态力学性能更优,尤其是在低温环境下具有较高的刚性和低的滞后损失,这表明其抗湿滑性能和应急操作性能更佳。因此,在高性能轿车轮胎胎面胶中应用这种聚合物接枝白炭黑补强体系其安全性能优势明显,具有极好的应用前景。     

SSBR胎面胶抗湿滑性能研究

研究炭黑和白炭黑补强溶聚丁苯橡胶(SSBR)胎面胶的抗湿滑性能,并分析抗湿滑性能的影响因素.结果表明,在一定温度和速度范围内,白炭黑补强SSBR胎面胶抗湿滑性能优于炭黑补强SSBR胎面胶;仅采用动态粘弹性能表征胎面胶的抗湿滑性能是不完善的,抗湿滑性能受温度、速度和胶料硬度等的影响,是润滑作用和动态粘弹性能等共同作用的结果.     

高比表面积白炭黑在轿车子午线轮胎胎面胶中的应用

研究高比表面积白炭黑对轿车子午线轮胎胎面胶性能的影响。结果表明,与低比表面积白炭黑胶料相比,高比表面积白炭黑胶料填料之间的作用较强,填料分散性较差,混炼胶门尼粘度较高、硫化速率较慢,硫化胶强伸性能较好。适当减小高比表面积白炭黑用量,同时适当增大偶联剂和促进剂用量,可以提高胶料的加工性能,并更好地平衡轮胎的抗湿滑性能和滚动阻力。     

硫化温度对白炭黑填充胎面胶性能的影响

研究硫化温度对白炭黑填充胎面胶性能的影响。结果表明:与高温短时间硫化胶料相比,低温长时间硫化胶料的物理性能总体较高;损耗因子总体减小,生热降低;抗湿滑性能较差但滚动阻力较低;弹性总体提高,粘性总体降低。     

SSBR和ESBR胎面胶性能研究

研究炭黑或白炭黑补强溶聚丁苯橡胶(SSBR)和乳聚丁苯橡胶(ESBR)胎面胶的性能.结果表明,SSBR与白炭黑的界面作用强于ESBR;当采用白炭黑补强时,SSBR硫化胶的物理性能优于ESBR,而采用炭黑补强时,SSBR硫化胶的物理性能无明显优势;与炭黑补强SBR硫化胶相比,白炭黑补强SBR硫化胶的抗湿滑性能较好,滚动阻力较低,但耐磨性能较差,其中白炭黑补强SSBR硫化胶的抗湿滑性能最突出.     

白炭黑加工改质剂ATE-W在橡胶中的应用研究

试验研究白炭黑加工改质剂ATE-W在全钢载重子午线轮胎中的应用,并与德国莱茵公司的白炭黑分散剂ST进行对比。结果表明,在白炭黑填充胶中加入白炭黑加工改质剂ATE-W,可以明显改善白炭黑在胶料中的分散性,提高胶料的可加工性,可降低胶料的混炼能耗和排胶温度;对硫化胶的物理性能无任何不良影响;可提高胎面胶的抗湿滑性能和滚动阻力;对成品轮胎的强度和耐久性能无影响。ATE-W在胶料中的应用效果与白炭黑分散剂ST基本相当。     

不同炭黑对溶聚丁苯橡胶性能的影响

研究不同炭黑对溶聚丁苯橡胶(SSBR)性能的影响。结果表明:在密炼(一段混炼)过程中炭黑N330填充SSBR胶料的温度和功率均较高,不同炭黑填充SSBR胶料的粘-切依赖性大致相同;炭黑粒径越小、结构度越高,其填充SSBR胶料的Payne效应越显著;炭黑SP5000填充SSBR胶料的焦烧时间最长,炭黑N115,N234,N330和N550填充SSBR胶料的硫化速率稍快;粒径较小的炭黑填充SSBR硫化胶的物理性能和耐磨性能较优,但压缩温升较高;粒径相近而结构度较高的炭黑填充SSBR硫化胶的物理性能优于结构度较低的炭黑填充硫化胶;粒径较大的炭黑填充SSBR硫化胶的抗湿滑性能较好和滚动阻力较低,炭黑N774填充SSBR硫化胶的抗湿滑性能最好,且滚动阻力最低。     

白炭黑分散剂H60EF在轮胎胎面胶中的应用

研究白炭黑分散剂H60EF在轮胎胎面胶中的应用。结果表明:在高填充白炭黑胶料中加入白炭黑分散剂H60EF,可以明显改善白炭黑的分散性,提高胶料的加工性能和流动性,降低混炼能耗;同时可以提高硫化胶的耐磨性能和抗湿滑性能,降低动态压缩疲劳温升;相应成品轮胎的耐久性能得到较大提高。     

白炭黑分散剂HST在全钢载重子午线轮胎中的应用

试验研究白炭黑分散剂HST在全钢载重子午线轮胎中的应用,并与白炭黑分散剂ST进行对比。结果表明,在白炭黑填充胶中加入白炭黑分散剂HST,可以明显改善白炭黑的分散性,提高胶料的加工性能,对硫化胶的物理性能无不良影响,可提高胎面胶的抗湿滑性能,对成品轮胎的强度和耐久性能无影响;其应用效果与白炭黑分散剂ST基本相当。     

白炭黑对SIBR胶料性能的影响

研究白炭黑等量替代炭黑对集成橡胶(SIBR)胶料性能的影响。结果表明,白炭黑部分和完全替代炭黑,SIBR硫化胶的耐磨性能改善,0℃时的tanδ值增大,60℃时的tanδ值减小。用20-30份白炭黑等量替代炭黑,可获得加工性能、综合物理性能、耐磨性能、抗湿滑性能好和滚动阻力小的SIBR胎面胶。     

低滚动阻力轮胎胎面胶的研究

采用正交试验方法 ,对胶料各组分进行优化 ,使胎面胶滚动阻力降低 ,同时又能保持良好的抗湿滑性能。试验结果表明 ,用溶聚丁苯橡胶替代乳聚丁苯橡胶和用白炭黑部分替代炭黑可以有效降低胎面胶的滚动阻力 ;填料总用量和芳烃油用量是影响滚动阻力和抗湿滑性能的最主要因素。