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1、程 锐 . I R在尼龙斜交轮胎中的应用试验2 1 3 I R在尼龙斜交轮胎中的应用试验 枉锐 ( 杭州中 策像胶有限公司新 安江分厂 ， 浙t C 建招 3 1 1 6 0 7 ) 摘典: 介绍了俄罗斯产服 的签本性传和在轮胎、 垫带胶料中的应用试脸。试脸结果表明 压 具有较好的 钧理性佬和生产工艺性能 配方经适当侧整后， 可以用 I R部分普代N R , I R比N R价格低， 故应用I R可为企 业获得较好的经济效益。 关.调: I R 侧R ; 物理性能。 轮胎 采用齐格勒型催化剂生产的顺式一 1 , 4 - 聚 异戊二烯橡胶( I R ) 具有与 N R相似的化学组 成、 立体结构、
2、 近似的物理常数， 而且具有质量 稳定、 纯度高， 生胶毋须塑炼、 混炼加工方便等 优点。因此它是一种综合性能良好的通用S R , 也称作合成N R l 。本研究对I R在尼龙斜交 轮胎中的应用作了一些试验， 现简介如下。 1 实验 1 . 1 原材料 I R ， 牌号为S K I - 3 , 俄罗斯产品; 3 # 烟胶片， 泰国德美行产品; N R , S I R 2 0 标准胶， 印度尼 西亚产品; 其它均为一般工业品。 1 . 2 荃本配方 I R 1 0 0 ; 氧化锌5 ; 硬脂酸2 ; 炭黑 N 3 3 0 4 5 ; 硫黄 2 ; 促进剂C Z 0 . 9 0 1 . 3 主典设
3、备和侧试仪器 X ( S ) K - 1 6 0 开炼机; 5 0 t 液压平板硫化机; W G J - 2 5 0 O B - II 型微机控制光跟踪拉力试验机; C 2 0 0 0 E 无转子橡胶硫化仪; D I S P E R G R A D E R 1 0 0 0 炭黑分散度仪。 1 . 4 胶科制备 室内小配合试验胶料采用 X ( S ) K - 1 6 0 开 炼机进行混炼， 混炼加料顺序如下: 生胶氧化 锌、 硬脂酸、 防老剂炭黑软化剂硫黄、 促 进剂薄通三次后放宽辊距下片备用。 车间大配合试生产胶料混炼工艺如下: ( 1 ) 胎侧胶料 一段混炼采用 F 2 7 0密炼机. 转子
4、转谏为 4 0 r m i n ， 加料顺序为: 生胶、 氧化锌、 硬脂 酸 、 防 老 剂6 0 , 炭 X 12 11 , 油 lays 排 胶 。 二段混炼采用M1 4 0 / 2 0 密炼机， 转子转速 为2 0 r m in - 1 . 加 料 顺 序 为 : 一 段 混 炼 胶 2 2 % , 促 进 剂 3 6 0 : 排 胶 。 硫 黄 在 压 片 机 上 加 入 。 ( 2 ) 胎体帘布层胶料 混 炼采用 M1 4 0 / 2 0密炼机， 转子转速为 2 0 r m in - ， 加 料 顺 序 为 : 生 胶 1 2 0 , 氧 化 锌 、 硬 脂 酸 、 防 老 剂 、
5、1 / 2 炭 黑 - - 1 / 2 炭 黑 、 油 4 20, 促 进 剂 4 8 o a 排 胶 。 硫 黄 在 压 片 机 上 加 人 。 ( 3 ) 垫带胶料 混 炼采用 M1 4 0 / 2 0密炼机， 转子转速为 2 0 r m in - , 加 料 顺 序 为 : 生 胶 、 再 生 胶 1 8 0 , 氧 化 锌 、 硬 脂 酸 、 防 老 剂 , 1 / 2 炭 黑 33 0 0 才 1 / 2 炭 黑 、 无 机 填 料 、 油 4 8 0 .1 促 进 剂 5 4 0 ; 排 胶 。 硫 黄 在 压 片机上加入。 1 . 5 性能测试 试验胶料硫化温度为1 4 3， 胶
6、料物理性 能按国家标准测定， 炭黑分散性能按( D I S P E R G R A D E R 1 0 0 0 炭黑分散度仪操作手册) 测定。 分散度试验中X表示炭黑及填料在混炼 胶中的分散度， Y表示混炼胶中的炭黑及填料 超大顺粒分布指数( 大顺粒分布指测量面积内 不同粒径顺粒的个数) 。X和Y值愈大， 分散 程度愈好。 一一 一一 一丁 ，甲尸J I T一一一一一一一一- 一 第十一届全国 轮胎技术研讨会论文集 2 结果与讨论 2 . 1 I R性能洲试 I R性能侧试结果见表 t o 农1 压性健洲试结果 项目 挥发分质t分致 灰分质t分教 门尼钻度( ML ( 1 +4 ) 1 的 硫
7、化时间( 1 4 3) / 二 3 0 0 %定伸应力/ MP . 拉仲爱度/ MP . 扯断仲长率I % 实侧给果 0 . 0 0 6 0 . 0 0 5 N R 与I R在结构上的差异导致两者的物 理和化学性能差别明显， 特别是 I R的生胶强 度明显低于N R ， 此外 I R的粘合性能、 硫化胶 的定伸应力、 撕裂强度、 耐裂口 增长性能、 高沮 性能、 耐磨性及疲劳寿命等都不如N R , N R及 N R与I R并用胶的物理性能见表2 0 几 丧2 N R及其与I R 并用胶的性能对比 孔舫 6656 3 0 1 2. 6 2 6. 9 5 3 6 和 1 2. 4 2 6. 0 5
8、 1 8 7 0士5 一2 0 妻1 2 . 0 1 2 . 5 妻2 5 . 0 2 7 . 0 X4 5 0 5 5 1 项目1 # 2 3 # 4 # 5 . 的5. 8 8 2 56. 7 8 2 . 2 小配合试脸 众所周知， 两种高聚物相混时主要取决于 H混合热的变化。 A H=V ( 8 ， 一 s 2 ) 2 f 1 -P 2 ( 1 ) 式中 H -混合热; V 混合物总体积; f l , f 2 相容各组分的体积分数; 6 1 , 8 2 相容各组分的 溶 解度参数。 由 公式( 1 ) 可知， 2 种液体的混合热与( S 1 - 6 2 ) 2 成正比 ， 为了满足 H尽
9、可能小的要 求， ( 8 ; 一 8 2 ) 2 应尽可能小， 两组分的S 值愈接 近、 A H愈小， 混容愈容易。当S 1 =S : 时， A H = 0 ， 对混容最有利。 几种高分子的溶解度参数8 为: I R 8 . 1 ; N R 7 . 8 一8 . 3 ; S B R 8 . 1 一8 . 5 ; B R 8 . 6 0 由 此可见， I R的溶解度参数与N R , B R和S B R 相近， 因此它们有很好的相容性。 由于 I R中顺式一 1 , 4 一 结构质量分数达 0 . 9 7 , 结构规整、 相对分子质量分布较宽， 因此 比其它通用型S R具有更好的物理性能， 但 N
10、 R 的徽观结构与 I R还是有所差别的。N R的顺 式一 1 , - 4 一 结构质量分数最大达0 . 9 8 以上， 而且 主体规整度高、 结晶性好。N R的数均相对分 子质量高达 1 0 0 万一3 0 0 万， 并在相对分子质 量分布图中的高相对分子质量区域内具有特有 的第二峰， 即存在所谓的超高相对分子质量部 分， 而由齐格勒型催化剂生产的 I R的数均相 对分子质盆仅为4 0 万一 7 0 万。 门尼焦烧时间 ( 1 4 3 C ) / n u n 门尼枯度 ML ( 1 + 4 ) 1 的 生胶 混练胶 硫化仪数据( 1 4 3) M议( N - . ) M可( N .) t 司
11、m i n 邵尔A皿硬度/ 度 3 0 0 %定仲应力/ MP . 拉伸强度洲 M P a 扯断伸长率了 % 扯断永久变形/ % 衡级盗度/ ( k N m - ) 密 度 /(晚 m 一 ， ) 臼耗I / - 0 . 4 7 0 . 4 4 0 . 4 0 0 . 2 6 1 . 6 2 1 . 7 0 1 . 5 8 1 盯 1 1 . 2 5 1 1 . 3 3 1 1 . 7 2 1 1 . 8 5 6 3故6 1 61 1 3 . 7 1 2 . 3 1 0 . 3 1 1 . 3 2 8 . 6 2 8 . 9 2 7 . 1乃I 4 9 6， 刃4 9 9 4 8 0 加2 5
12、 2 2 2 2 6 9 61 6 2 6 0 1 . 0 9 1 . 0 9 1 . 0 9 1 . 0 8 0. 5 4 0. 5 3 0. 5 9 0. 6 0 注: 1 ; 为1 0 0 份S I R 2 0 * 标 准 胶; 2 为1 0 0 份3 0 烟胶片; 3 件 为7 0 份3 . 烟胶片， 3 0 份I R ; 4 阵 为5 0 份3 口 烟胶片 ， 5 0 份 I R .羞本配方: 生胶1 0 0 ; 硫黄2 . 2 5 ; 促进荆 N S 0， ; 暇 化锌 5 ; 硬脂映 2 ; 炭黑 3 5 , 由表2 可见， 并用部分I R胶料的拉伸强度 等性能低于全N R胶料，
13、 而且耐磨耗性能也下 降， 因此胎面胶、 缓冲层胶等不适于并用 I R , 但并用部分 I R可以延长胶料的焦烧时间， 提 高胶料的操作安全性。 2 . 3 车间大配合试脸 I R生胶及混炼胶的内聚强度低。 粘附性和 自 粘性较差， 当I R用量较大时， 胶料开炼和热 炼时易呈破碎状， 因此配方中的 I R用量应视 产品质量要求和实际情况酌情增减。 N R所含有的脂肪酸和蛋白 质等物质在硫 化中起活化作用， 而I R缺少这些物质， 因此I R 的硫化速度比N R慢。另外 I R的3 0 0 %定伸 应力也稍低， 要获得与 N R相同的硫化速度和 定伸应力应适当增大促进剂用量。 车间大配合试生产
14、胶料快检结果见表 3， i1 i a 程锐 . I R在尼龙斜交轮胎中的应用试脸2 1 5 混炼分散性能见表 4 , 胶料抽试物理性能见表 5 e 由表3 -5 测试结果可知， 并用部分 I R 、 同 时配方稍作调整后的胶料各项物理性能与现生 产配方相似， 达到设计要求。胶料的互容性和 粉料的分傲性均较好， 虽然垫带胶料的分散度 农3 泥炼胶快谊检验结桑 项目胎佣胶料 胎体帘布 层胶料 垫带胶料 塑性值0 . 3 9 3 0 . 0 3 邵尔A型硬度/ 度6 2 士 2 0 . 5 1 士0 . 0 3 5 5土2 0 . 1 9 土0 . 0 5 6 ，士3 值较低， 但主要是配方含胶率较
15、低及无机填料 用量较大之故。 试生产的胎侧胶料、 胎体帘布层胶料和垫 带胶料挤出、 压延及成型、 硫化工艺与正常生产 胶料无明显差异。 2 . 4 成品试验 以上述试生产配方试生产了一批 1 0 . 0 0 一 2 0 1 6 P R 轮胎， 发给 运输 单位使用， 至今尚 未发 现质量问 题。机床试验达到国家标准要求， 成 品解剖物理性能见表6 和7 。 61川刚45510 61咖阴489u 农 4 项目 混炼胶分傲性能浦试结果 表 胎侧及胎体南布层胶料解创 物理性能洲试结呆 胎侧胶料 胎体帘布 层胶料 垫带胶料 项老化前1 0 0x2 4 h 老化后 X分傲值 Y分t值4 .8 47 .39 : ，; ; 0 . 293 . 92 农， 泥炼胶抽试.理性能 项目胎侧胶料 脸体帘布 层胶料 垫带胶料 门尼翻烧时间 ( 1 4 3 C ) / m n i 1 2 . 8 8 6 . 0 2 5 . 4 3 往化仪数据( 1 4 3 ) Md( N m ) 0 . 5 0 0和0 . 4 6 M可( N m ) 1 . 5 9 1 . 4 9 1 . 1 1 t./min 2 2 . 1 2 1 3 . 3 5 1 5 . 4
