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1、低滚动阻力橡胶Fumitoshi Suzuki著 王 真摘译 赵素合校由于面临着环保压力,低滚动阻力橡胶成为汽车制造商的迫切需求。经化学改性的高乙烯基聚丁二烯橡胶(HVBR)为轮胎制造商提供了一种可满足需求的特殊聚合物。汽车工业需要花费很大精力以满足不断增长的环保需求,所以轿车轮胎胎面胶的低油耗性能逐渐成为一个比其它性能更重要的指标。据报道,轮胎用橡胶的这种苛刻性能与玻璃化转变温度(Tg)有着密切的关系。人们发现,高温回弹值随Tg阻力与湿抓着性之间有一种相互制约的关系。瑞翁公司已发现HVBR有许多特殊性能。应用HVBR可使高温回弹性与抗湿滑性之间达极佳的平衡。另外,通过化学改性技术,可显著改善
2、HVBR的性能。这些研究成果进一步推动了瑞翁公司研制低滚动阻力轮胎用特种橡胶。本研究详细阐述了采用上述化学改性的溶聚丁苯橡胶(S2SBR)的结构与性能。1 化学改性的效果采用烷基锂催化剂引发聚合的S2SBR可进行化学改性。为验证化学改性对SBR性能的影响,共制备了8个S2SBR样品,并按苯乙烯和丁二烯中乙烯基质量分数的不同分为4组,每组中一个试样经过化学改性而另一个未改性。各样品性能如表1所示,混项 目样品编号12345678结合苯乙烯质量分数0. 2340. 2360. 2310. 229丁二烯单元中乙烯基的质量分数0. 2790. 4420. 5360. 669Tg/- 59- 45- 3
3、9- 22化学改性ABABABAB门尼粘度ML (1 + 4)10019. 217. 424. 122. 412. 611. 313. 213. 2注:A为经过化学改性;B为未经化学改性。574第8期 王 真摘译 1 低滚动阻力橡胶 的降低而增大,而回弹值可表征滚动阻力的大小。另外,抗湿滑性能随Tg的增高而增大,可用抗湿滑性能来表征湿抓着性能。结果表明,在滚动炼胶配方见表2 ,高温回弹性与Tg的关系如图1所示。由表1 ,2和图1可见,经过化学改性的样品与未改性的样品相比,高温回弹性大大提高。为了验证改性程度对聚合物性能的影响,制备了几种不同改性程度的样品(如表3所示)。聚合物改性程度与其胶料-
4、 10 时的硬度之间的关系如图2所示,与其胶料60 时的回弹性之间的关系如图3所示。由图2和3可以看出,硬度和回弹值均与改性程度呈线性关系。有意思的是, - 10 时胶料的硬度随改性程度的增大而降低。由此可以断言:经化学改性的聚合物比未改性的聚合物具有更好的冰雪路面抓着性。因此化学改性聚合物可用作全天候轮胎胎面胶。表1 经过化学改性的具有不同Tg的S2SBR的典型性能表2 混炼胶配方份组 分HVBRS2SBR聚合物100100 炭黑(HAF)5050 高芳烃油55 氧化锌33 硬脂酸2. 01. 5 硫黄1. 002. 001. 75 促进剂OBS0. 82. 00 促进剂CBS01项 目12
5、34改性程度(摩尔分数)0. 722 0. 501 0. 4330 结合苯乙烯质量分数0. 158 0. 157 0. 159 0. 154 丁二烯单元中乙烯基质量分数0. 707 0. 709 0. 716 0. 721 门尼粘度ML (1 + 4)10024. 324. 523. 822. 1图2 硬度与改性程度之间的关系以结合苯乙烯质量分数0130、 乙烯基质量分数0130为基本聚合物组成,比较化学改性与锡偶联改性的效果,结果如图4所示。由图4可以清楚地看出化学改性优于锡偶联改性。相比较而言,经化学改性的胶料回弹值明显高于锡偶联改性和未改性胶料。由此可见,由化学改性技术得到的聚合物比锡偶
6、联产品的高温回弹值要高得多。图3 回弹值与改性程度之间的关系图4 化学改性与锡偶联改性的比较2 经化学改性的S2SBR的性能 采用SBR1502研究聚合物微观结构(结 合苯乙烯与乙烯基质量分数)对化学改性的S2SBR物理性能的影响,并以SBR1502的抗 湿滑指数和耐磨指数为100作图5和6。图5表明胶料60 回弹值与抗湿滑性 之间的关系,证明了若不考虑结合苯乙烯与 乙烯基质量分数的影响,化学改性聚合物比 未改性的有更高的60 回弹值。图6表征 耐磨性与抗湿滑性的关系,可以看出这两种 性能指标不受化学改性的影响。674 轮 胎 工 业 1998年第18卷图1 60 回弹值与Tg的关系 经过化学
7、改性; 未经化学改性表3 不同改性程度的化学改性S2SBR的典型性能图5 60 下回弹值与抗湿滑性之间的关系注同图1图6 SBR的耐磨性与抗湿滑性之间的关系注同图13 白炭黑填充胶料的应用 白炭黑应用于轮胎已经有许多年的历史,尤其在欧洲。日本瑞翁公司的基础研究 表明,白炭黑填充胶料在抗湿滑性与滚动阻 力之间具有良好的平衡性,同时生热较低。 与传统胶料相比,其硬度与模量对温度的依 赖性较小。 本试验检测了轮胎用S2SBR (NS110 ,NS112和NS116)三种牌号的性能,结果如图7和8所示。 图7表明了三种胶料在60 的回弹值 与Tg的关系,图8显示了填充不同量白炭 黑的NS116胶料的6
8、0 与0(0 回弹值 可表征湿抓着性)回弹值间的关系,并与填充不同量炭黑的NS116胶料相互比较 。 由试图7 白炭黑填充NS100系列S2SBR的评价60份白炭黑;50份炭黑;50份白炭黑图8 60 与0 回弹值的关系 白炭黑; 炭黑774第8期 王 真摘译 1 低滚动阻力橡胶 验可得结论:NS116填充白炭黑后有较高的 湿抓着性能与较低的滚动阻力。瑞翁公司S2SBR产品的性能指标列于 表4。表4 S2SBR产品性能指标一览表牌号苯乙烯质量分数乙烯基质量分数门尼粘度ML (1 + 4)100溶液粘度/ (Pas)填充油量/份NS1100. 120. 70500NS1120. 150. 294
9、50NS1160. 210. 63450NS2100. 250. 35560NS2180. 200. 10430NS310S0. 220. 170. 0100NS312SC0. 400. 100. 0370NS318S0. 380. 220. 0100NS330S0. 100. 100. 0280NS4120. 450. 464050NS4200. 400. 246550译自英国 “Tire Technology International1997”,P8790亟需控制帘布生产能力近几年来,我国帘布生产能力因轮胎行 业快速发展而迅速扩大。但随着目前汽车销 售疲软,积压严重,导致轮胎厂轮胎大量积
10、 压,帘布行业正面临前所未有的困难局面。近几年国内帘布产量一直呈现增长趋势。1994年全国帘布产量为1119万t ,1995 年13164万t ,1996年15159万t ,1997年达 到18万t ,增长幅度较大。而1997年帘布厂 由于轮胎厂资金紧张,造成帘布供大于求。 有的厂压价促销,有的厂不得不限产,甚至停产,出现帘布行业全面亏损局面。1995年以来帘布生产规模快速增长。 据统计,1995年浸胶尼龙帘布的年生产能力 为15175万t , 1997年为2219万t ,增长45 %。部分企业新建项目在1997年形成了一定的生产能力。如鹰山石油化工厂、 张家 港骏马集团有限公司等。中国神马集
11、团、 扬 州有机化工厂、 陕西九棉等企业,通过技改进 行改扩建,生产能力大幅度增加。 “九五” 期 间,中国神马集团规划搞四期工程,中国金轮 集团帘布生产能力达9万t ,安徽佳元工业纤维有限公司正在建年产116万t浸胶帘布 厂。几年后,帘布生产能力将有更大的增长。根据目前掌握的50多家帘布生产企业 统计,1995年年产量1万t以上的仅有2家,6 00010 000 t的2家,到1997年年末年产 量1万t以上的4家(其中有2家达年产5 万t以上) ,6 00010 000 t的9家。难以形 成规模经济已成为全国帘布厂存在的主要问 题。除此之外,技术落后、 设备陈旧、 企业负担重、 产品质量差等问题不同程度地制约了 帘布行业的发展。综合目前的行业情况,帘布的生产能力 已远远超过需要。帘布市场供大于求,造成 帘布价格偏低。因此,应面对市场需求严格控制帘布生产规模的扩大。在现有的帘布生产厂中应选择企业管理 好、 技术先进、 生产成本低、 产品质量达到和 接近国际先进水平、 具有较大规模的企业进 行强强联合,使之逐步形成具有较强竞争力的跨地区、 跨行业、 跨所有制和跨国经营的大 企业集团。 (本刊讯)874 轮 胎 工 业 1998年第18卷
