高速高载下天然橡胶-反式聚异戊二烯橡胶复合材料的耐磨性

飞机轮胎在高速高载下使用，其胎面橡胶复合材料耐磨性直接影响轮胎使用寿命。利用实验室自研磨耗机模拟了飞机轮胎在实际行驶过程中受到的高速(> 11 Hz)高载荷(> 1.8 MPa)，探究了载荷、转速和炭黑(CB)用量对天然橡胶-反式聚异戊二烯橡胶复合材料(NR-TPI)耐磨性的影响，并结合橡胶磨耗表面形貌和磨屑的形态特征提出了相关影响机制。结果表明，胶料的磨耗随载荷增大而增大，转速对耐磨性的影响小于载荷。当转速从600 r/min增大到800 r/min时，磨耗速率增大，再增大转速，磨耗速率无明显变化。炭黑用量为40或45份的材料磨耗速率接近，但当炭黑用量为50份时，材料的耐磨性显著提升。观察发现磨耗表面出现黏腻的降解层，且磨屑中同时包含微米级的微粒磨屑和大尺寸卷状磨屑，说明高速高载下耐磨性主要取决于表面层降解和降解层被剥离这两个过程的动态循环，前者占主导时主要发生微粒磨耗，后者占主导时起卷磨耗为主要磨耗机制。载荷和转速对耐磨性的影响主要是通过对这两个过程的影响来实现的。