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。     

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(上)

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(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。     

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。     

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.     

无机填料在轮胎工业中的应用

改变传统的补强观念,对无机填料在轮胎工业中的应用提出新的理念,根据其特有的功能及在不同胶料中的关键作用择优选用.重点列出层状结构无机填料具有良好的气体阻隔性,用于昂贵的子午线轮胎气密层胶中不仅可大大降低成本,而且工艺性能获得显著改善,效益明显;轿车子午线轮胎胎面胶以白炭黑为主取代炭黑作补强填料,轮胎滚动阻力降低,抗湿滑性能提高,同时对节能减排有巨大作用.     

白炭黑/炭黑复合填充对NR性能的影响

在白炭黑和炭黑填料总量一定的情况下,研究了不同白炭黑/炭黑配比对NR性能的影响。结果表明,白炭黑用量增加,NR硫化速率下降,体系中炭黑填料网络被破坏且白炭黑-橡胶间较弱的相互作用也会对NR硫化胶力学性能产生一系列影响。DMA结果表明,加入20~25份白炭黑对提高硫化胶的抗湿滑性和降低滚动阻力最为有效。     

炭黑和白炭黑填充硫化胶的湿摩擦差异性分析

研究不同负荷和速度下炭黑和白炭黑填充硫化胶的湿摩擦因数,并对其摩损表面进行了扫描电子显微镜和透射电镜表征。结果表明：炭黑填充硫化胶的湿摩擦因数随着速度的增大呈线性下降,随着负荷的增大略有降低,而白炭黑填充硫化胶的湿摩擦因数随着速度的增大呈非线性下降,随着负荷的增大先迅速下降后缓慢降低;白炭黑填充硫化胶摩擦面橡胶膜较薄,裸露白炭黑粒子,过渡区摩擦力较大,不能忽略;炭黑填充硫化胶表面的橡胶膜厚度较大,表面炭黑粒子被橡胶大分子覆盖,过渡区摩擦力小,可以忽略。     

多官能化SSBR及其硫化胶的性能

介绍了多官能化溶聚丁苯橡胶(SSBR)的改性工艺,概述了含白炭黑和炭黑新型SSBR硫化胶在轮胎胎面胶中的应用性能。结果表明,新型非充油SSBR大幅度改善了轮胎的滚动阻力,含白炭黑和炭黑硫化胶的60℃损耗因子分别下降了32%和18%,并且疲劳生热、磨耗性能和抗湿滑性能也得到了优化。     

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/炭黑并用对溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶复合材料性能的影响

研究了白炭黑分别与3种不同牌号的炭黑并用对溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶(SSBR/BR)复合材料硫化特性、力学性能、压缩生热、耐切割性能、耐磨性能、抗湿滑性能以及动态力学性能等的影响。结果表明,白炭黑与炭黑并用后,胶料的焦烧时间缩短,填料网络结构增强,生热和滚动阻力升高,力学性能提高,玻璃化转变温度降低,耐切割性能和抗湿滑性能下降;随着并用炭黑粒径的增大,胶料的焦烧时间缩短,生热和滚动阻力降低,耐磨性能和抗湿滑性能下降。     

舰船用高性能密封橡胶研究(Ⅱ)纳米补强填料对氟橡胶硫化胶物理性能的影响

研究了普通炭黑、纳米炭黑、纳米白炭黑以及纳米炭黑／纳米白炭黑复合并用体系对舰船用氟橡胶硫化胶物理性能的影响。结果表明，纳米白炭黑／炭黑并用体系对提高补强效果具有协同作用，当纳米白炭黑在复合填充体系中质量分数在35％左右时氟硫化胶拉伸强度最大，断裂伸长率随填料用量增加而降低。纳米填料补强硫化胶不仅需要补强填料粒子与大分子之间有较强的结合力，而且需要补强填料粒子表面上的分子产生滑移。     

国产与进口溶聚丁苯橡胶在高性能轿车轮胎胎面胶中的应用对比

研究国产溶聚丁苯橡胶(SSBR)在高性能轿车轮胎胎面胶中的应用情况,并与进口SSBR进行对比。结果表明:进口SSBR较国产SSBR更利于填料(特别是白炭黑)的分散;对于白炭黑/炭黑并用填充体系,国产SSBR混炼胶的口型挤出温度稍高,挤出效率稍低,但挤出部件的外观和尺寸稳定性稍好;与进口SSBR硫化胶相比,低剪切应变时国产SSBR硫化胶的动态生热差异不大,但0℃时的损耗因子更高,高剪切应变时国产SSBR硫化胶的动态生热较大。轮胎成品性能试验表明,国产和进口SSBR均能较好地满足轮胎使用性能要求,且相应轮胎抗湿滑性能和滚动阻力性能均达到欧盟标准较高的B和C级水平。     

偶联炭黑的研发及其对硫化胶性能的影响

试验表明:炭黑∕硅烷偶联剂硫化胶体系有助于改进轮胎工业对填料的改善滚动阻力(节油)、抗湿滑性(安全性)和胎面耐磨综合性能(寿命、噪声)。炭黑/偶联剂硫化橡胶体系可为轮胎的滚动阻力、耐磨性和湿滑性能的三者相悖的"魔鬼三角"的解决提供一个有效的方法。     

用无机填充剂提高轮胎湿路面牵引性能

白炭黑被广泛地用于轿车轮胎胎面,因为用白炭黑比完全用炭黑更能改善湿路面牵引性能和滚动阻力之间的平衡。用白炭黑提高湿路面牵引性能性能归因于在高频产生的能量损失不同。在白炭黑胶料与炭黑产的粘弹性试验中,通过时间－温度叠加原理可以确定,根据平移因子的差异可以推断出能量损失的差异,经进一步研究表明,涂白炭黑外,一些无机填充剂均具有同样的特性,因此,一些无机填充剂能改善轮胎的湿咱面牵引性能且对轮胎其他性能无     

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。     

非炭黑橡胶补强填料的应用研究进展

介绍非炭黑橡胶补强填料白炭黑、粘土、碳酸钙和短纤维的应用研究进展。白炭黑以其优良的补强性能成为最主要的白色、透明补强填充剂。白炭黑与硅烷偶联剂并用于轮胎胎面胶中，在降低轮胎滚动阻力的同时可改善轮胎的耐磨性和抗湿滑性。粘土／橡胶纳米复合材料具有良好的加工性能、优异的物理性能及阻隔性能等，广泛用于轮胎内胎、气密层、胶带、胶鞋等制品。碳酸钙尤其是超细活性碳酸钙已成为性能较好、白度高的橡胶补强填充剂之一，随着橡胶制品向品种齐全、用途广泛和色彩丰富方向发展，其应用将更加广泛。短纤维补强橡胶复合材料既具有橡胶的弹性，又有纤维的强度和刚度，制品具有高强度、高模量、耐撕裂、抗溶胀等优良性能，其复合材料已用于轮胎胎圈包布胶、三角胶、内衬层和胎面及胶管和输送带等产品。     

白炭黑形态和官能度对冬季轮胎性能的影响(一)

本研究的目的是用动态力学分析预测标准冬季轮胎胎面胶的微观滞后损失性能。胎面胶配方中的弹性体配比(溶聚丁苯橡胶、聚丁二烯/天然橡胶)、白炭黑表面积和填充量、白炭黑与炭黑的配比对预测的冬季轮胎性能有很大影响。高聚丁二烯含量可提供理想的冬季轮胎性能;添加天然橡胶可提高暖天气干路面牵引力;添加溶聚丁苯橡胶可以降低滚动阻力;溶聚丁苯橡胶与天然橡胶并用可改善湿路面引牵引力。另外,添加较高填充量的较低表面积白炭黑(例如Hi-Sil EZ90G-D)可以提高各种冬季轮胎性能。     

加工配方及工艺对溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料性能的影响

采用不同加工工艺及配方,制备了溶聚丁苯橡胶(SSBR)/白炭黑复合材料,考察了硅烷偶联剂、白炭黑、橡胶加工工艺及配方对复合材料性能的影响。结果表明,排胶温度和时间对SSBR/白炭黑复合材料的动态力学性能及白炭黑分散性影响显著。升高排胶温度和延长混炼时间均能提高SSBR/白炭黑复合材料的抗湿滑性能、降低滚动阻力,但过高的排胶温度和过长的混炼时间易引起橡胶基体降解。SSBR/白炭黑复合材料的最佳排胶温度为160℃,混炼时间为7 min。随着混合填料中炭黑用量的增加,混炼胶的门尼黏度无明显变化,硫化胶的力学性能增强、抗湿滑性能下降、滚动阻力增加。