高性能轮胎胎面胶的研究进展

综述了近些年来国内外文献,讨论了高性能胎面胶的研究进展和开发现状。评述了溶聚丁苯胺（SSBR）、集成橡胶SIBR、天然橡胶等经改性或并用后作为胎面胶的优缺点。     

溶聚丁苯橡胶PBR4003在高性能轮胎胎面胶中的应用

将溶聚丁苯橡胶(SSBR)PBR4003用于白炭黑和炭黑填充的高性能轮胎胎面胶配方中,研究其性能,并与SSBR 5025-2HM和2438-2HM进行对比。结果表明:PBR4003胶料的门尼焦烧时间与2438-2HM和5025-2HM胶料相近,但t90稍长;硫化胶的100%定伸应力和300%定伸应力高于2438-2HM和5025-2HM硫化胶,但拉断伸长率较低;硫化胶0℃下的tanδ值较大,具有较好的抗湿滑性能,60℃下的tanδ值较小,滚动阻力较低;PBR4003配合白炭黑使用性能更优异。     

溶聚丁苯橡胶2506的性能及其在轮胎胎面胶中的应用

对溶聚丁苯橡胶（SSBR）2506的结构及性能进行了测试,与乳聚丁苯橡胶（ESBR）1500进行了对比,并研究了SSBR 2506与天然橡胶（NR）并用在轮胎胎面胶中的应用。结果表明,与ESBR 1500相比,SSBR 2506具有较高的1,2-结构含量;SSBR 2506的焦烧时间和正硫化时间较长,加工安全性好,拉伸性能稍差,耐老化性能和耐磨性能大幅提高;SSBR 2506的玻璃化转变温度较低,抗湿滑性能稍差,滚动阻力大幅降低。当SSBR 2506/NR的质量比为20/80时,轮胎胎面胶的综合性能较佳。     

不同牌号溶聚丁苯橡胶在高性能轮胎胎面胶中的应用

研究4种牌号溶聚丁苯橡胶（SSBR）在高性能轮胎胎面胶中的应用。结果表明：SSBR5251H胶料的门尼粘度较小,加工性能较好,回弹值最大,耐磨性能最好,滚动阻力最小;与SSBR5251H胶料相比,SSBR5360H和SSBR5271H胶料的300%定伸应力增大,回弹值减小,耐磨性能下降,SSBR5360H胶料具有最佳的抗湿滑性能,SSBR5271H胶料具有良好的抗湿滑性能和较低的滚动阻力;SSBR6440H胶料的门尼粘度最大,门尼焦烧时间最短,拉伸强度和撕裂强度最大,耐磨性能良好,与SSBR5271H胶料相比,其玻璃化温度相同,0 ℃时的损耗因子减小,60 ℃时的损耗因子和压缩疲劳温升增大,具有较高的滚动阻力和生热。     

国产SSBR在轿车子午线轮胎胎面胶中的应用

试验研究国产溶聚丁苯橡胶(SSBR)T2535L在轿车子午线轮胎胎面胶中的应用.结果表明,采用SSBR T2535L部分替代乳聚丁苯橡胶(ESBR)用于轿车子午线轮胎胎面胶,胶料的自粘性、成团性和尺寸稳定性好,胶料表面光滑且富有光泽;硫化胶的撕裂强度、回弹值和磨耗量增大,拉断伸长率略有减小;成品轮胎滚动阻力降低,抗湿滑性能变化不大,生产成本降低.     

溶聚丁苯橡胶SSBR 2305在轮胎胎面胶中的应用

采用国际标准基本配方和工厂实用胎面胶配方考察了锡偶联改性SSBR2305的物理机械性能，并以动态粘弹谱仪考察了该橡胶用于轮胎胎面胶时的滚动阻力和抗湿滑性。结果表明，SSBR2305的物理机械性能与ESBR1502的相近，SSBR2305硫化胶的物理机械性能完全可以满足实际应用的要求，SSBR2305表现出类似于ESBR1502和ESBR1712的高抗湿滑性能，同时又具有接近于NR和BR的低滚动阻力，在胎面胶研究配方中，SSBR2205可实现高抗湿滑性和低滚动阻力的良好平衡。     

α-甲基苯乙烯树脂对轮胎胎面胶性能的影响

研究α-甲基苯乙烯树脂对以不同苯乙烯含量溶聚丁苯橡胶(SSBR)及其与顺丁橡胶(BR)并用胶为主体材料的轮胎胎面胶性能的影响。结果表明:苯乙烯质量分数较大(0.36)的SSBR(记为SSBR1)与α-甲基苯乙烯树脂的相容性更好,加入α-甲基苯乙烯树脂的SSBR1胶料和SSBR1/BR并用胶都具有更均衡的抗湿滑性能和滚动阻力;SSBR1/BR并用胶的硫化速率更快,交联程度、拉伸强度和拉断伸长率更高,DIN磨耗量更小,综合性能更优异。     

溶聚丁苯橡胶2557A的结构与性能研究

研究溶聚丁苯橡胶(SSBR)2557A的结构和性能,探讨其对轮胎胎面胶抗湿滑性能和滚动阻力的影响,并与乳聚丁苯橡胶(ESBR)1712E进行对比。结果表明:与ESBR1712E相比,SSBR2557A的乙烯基含量高,数均和重均相对分子质量大,相对分子质量分布指数小;混炼胶的焦烧时间长,硫化速度稍慢;硫化胶的邵尔A型硬度和定伸应力稍高,拉断伸长率减小,压缩生热和压缩永久变形较低,其他物理性能差别不大,不同应变下的剪切弹性模量、剪切损耗模量和损耗因子(tanδ)均较小,0℃下的tanδ值较大,60℃下的tanδ值较小。采用SSBR2557A的胎面胶在抗湿滑性能和滚动阻力方面可达到较好的平衡。     

硫化时间对绿色轮胎胎面胶交联网络结构与性能的影响

针对以溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶为主体材料的绿色轮胎胎面胶,研究在不同硫化时间下未填充白炭黑的SSBR/BR并用胶(简称未填充白炭黑体系胶料)及填充白炭黑的SSBR/BR并用胶(简称填充白炭黑体系胶料)形成的交联网络结构与性能变化。结果表明:对于未填充白炭黑体系胶料,随着硫化时间的延长,硫化胶的交联密度略有降低,硬度、定伸应力、拉伸强度和回弹值等变化不大,撕裂强度提高,拉断伸长率和耐伸张疲劳性能降低;对于填充白炭黑体系胶料,随着硫化时间的延长,硫化胶的填料网络结构化程度逐渐提高,交联密度略有增大,键能较低的多硫键减少,键能较高的单硫和双硫键增多,硫化胶的拉伸强度、回弹值、耐伸张疲劳性能和耐磨性能基本不变,生热和滚动阻力降低;未填充及填充白炭黑体系硫化胶的耐老化性能均随硫化时间的延长而逐渐提高,这表明以SSBR/BR并用胶为主体材料的胎面胶即使在高温下硫化较长时间,仍具有较好的性能。     

溶聚丁苯橡胶在绿色轮胎胎面胶中的应用

研究不同牌号溶聚丁苯橡胶(SSBR)在绿色轮胎胎面胶中的应用。结果表明:与牌号为VSL 4526-2HM的SSBR相比,牌号为VSL 2438-2HM,VSL PBR 4078和VSL PBR 4070的SSBR加工性能略差,其硫化胶的物理性能相对较好;末端改性SSBR(牌号为VSL PBR 4078和VSL PBR 4070)硫化胶的滚动阻力较小,抗湿滑性能较好。     

不同苯乙烯含量的充油溶聚丁苯橡胶在高性能轮胎胎面胶中的应用

以溶聚丁苯橡胶（SSBR）Buna VSL 5025-1和2438-2HM、乳聚丁苯橡胶（ESBR）1712和1721并用BR9000为基体,以炭黑和白炭黑为补强剂,对比研究几种胶料的硫化特性、物理性能、动态力学性能、耐磨性能和抗湿滑性能。结果表明：与ESBR1712和1721胶料相比,炭黑或白炭黑填充SSBR Buna VSL 5025-1和2438-2HM胶料的操作安全性、耐磨性能、抗湿滑性能较好;白炭黑填充SSBR Buna VSL 5025-1和2438-2HM胶料的滚动阻力较小、耐热老化性能较差,炭黑填充SSBR Buna VSL 5025-1和2438-2HM胶料的滚动阻力较大、耐热老化性能较好。     

稻壳源白炭黑在半钢子午线轮胎胎面胶中的应用

试验研究稻壳源白炭黑在半钢子午线轮胎胎面胶（试验配方）中的应用,并与传统石英砂源高分散性白炭黑填充胎面胶（正常配方）进行对比。结果表明：稻壳源白炭黑能够在半钢子午线轮胎胎面胶中等量替代石英砂源高分散性白炭黑HD 175MP;试验配方硫化胶能够达到正常配方硫化胶相同水平的物理性能、动态粘弹性能和磨耗性能;试验轮胎的高速性能、耐久性能、抗湿滑性能、滚动阻力符合设计要求。     

混炼工艺对绿色轮胎胎面胶性能的影响

研究混炼工艺对绿色轮胎胎面胶性能的影响。结果表明:恒温混炼温度为150℃时,随着恒温时间的延长,白炭黑粒子间的相互作用减弱,胶料的Payne效应减弱;混炼胶的t5和t10缩短,硫化速率增大;硫化胶的300%定伸应力、拉伸强度和拉断伸长率呈上升趋势;硫化胶的抗湿滑性能提高,滚动阻力减小。     

轿车子午线轮胎胎面胶配方的研究

研究轿车子午线轮胎胎面胶的配方.结果表明：在胎面胶配方中采用溶聚丁苯橡胶/天然橡胶并用胶和炭黑N375/白炭黑补强体系,并适当调整硫化体系,胶料的焦烧时间缩短,硫化胶的300％定伸应力、拉伸强度和撕裂强度减小,回弹值增大,压缩生热降低;成品轮胎的耐久和高速性能均达到国家标准要求,滚动阻力系数达到欧盟轮胎标签法规的C级要求.     

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。     

不同树脂在胎面配方中的应用

比较了TL100树脂和DCPD树脂的化验指标、红外谱图,并研究了两种树脂对胶料工艺性能、硫化性能、物理机械性能及动态力学性能的影响。由化验数据看,两种树脂的软化点比较接近,可推测二者Tg相近。红外谱图显示两种树脂中含有大量甲基、环状等刚性结构,DCPD树脂含有一定量的碳碳双键。动态力学性能表明,使用TL100树脂的胶料滚动阻力低、抗湿滑性能好。     

石墨烯对天然橡胶/溶聚丁苯橡胶胎面胶性能的影响

采用机械共混法在天然橡胶/溶聚丁苯橡胶胎面胶中加入石墨烯,研究石墨烯对胎面胶性能的影响。结果表明:随着石墨烯含量增大,混炼胶的门尼粘度、F_L和F_max增大,t₁₀和t₉₀缩短,Payne效应增强;硫化胶的硬度、定伸应力和撕裂强度增大,拉断伸长率和阿克隆磨耗量先增大后减小,抗湿滑性能和滚动阻力降低,石墨烯质量分数为0.03时,滚动阻力最低;硫化胶中石墨烯导电逾渗阈值为0.03。     

冬季轮胎胎面胶配方的研究

研究高寒和普通冬季轮胎胎面胶的配方与性能.结果表明：天然橡胶和顺丁橡胶适用于高寒地区冬季低速轮胎,溶聚丁苯橡胶适用于普通地区冬季高速轮胎.冬季轮胎胎面胶配方中加入硫酸镁后,对其抗湿滑性能和冰雪路面行驶性能造成不利影响;以抗湿滑助剂部分等量替代白炭黑后,胎面胶的损耗因子增大、低温条件下的储能模量下降,其抗湿滑性能和冰雪路面行驶性能提高;亚甲基受体和给体的加入也会提高胎面胶的抗湿滑性能和冰雪路面行驶性能.