轮胎原材料基础知识

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1、原材料基础知识,轮胎生产用材料分类,骨架材料钢帘线 胎圈钢丝 尼龙帘线 聚酯帘线 化工材料生胶 补强填充剂 硫化剂 防老剂 增塑剂 粘合剂 其它辅料胶片隔离剂 脱模剂 胶囊隔离剂 塑料垫布 聚酯垫布 其它,骨架材料,骨架材料,钢帘线 分类结构：普通型、开放型(OC)、密集型(CC)、高延伸型(HE)、高抗冲击型(HI)强度：普通强度(NT)、高强度(HT)、超高强度(ST)镀层：低铜镀层、高铜镀层、薄镀层。,普通型 (RC) 紧密型 （） 高伸长（） 开放型(OC) 高抗冲击型(HI),3+9+15+1 3+9+1 3+83*4 3*7 3+6 2+2,-单丝 （filament) 2 -股

2、（strand) 3 -帘线 (cord) 4 -外绕丝 (wrap)捻向：（direction of lay)Z S,捻距3+9+15x0.22+0.15,定负荷伸长率 (EDF)试样在两个规定力作用下所引起的长度增加与初始长度的百分比. 残余扭转 (residual torsion)规定长度的钢帘线当其一端保持固定另一端任其自由旋转时所旋转的转数 平直度 （straightness)规定长度的钢帘线在特定的距离内不偏离其中心轴的特性 散头 (flare)切断钢帘线时,其末端的松开程度.,带束层钢帘线性能要求： 破断力 刚度 抗压缩能力 抗腐蚀性能（橡胶渗透性能） 粘合性能 胎体钢帘线性能要

3、求： 破断力 抗疲劳、抗磨损性能 弹性 粘合性能,钢丝帘线使用要求：1.从锭子房到帘布的压延在经过各种的转动轴时，不能有硬的摩擦，防止因摩擦而损坏镀层。 2.保持钢丝帘线表面的清洁，无油污或其他的污染。 3.钢帘线经过裁断、压延、成型后，不能出现松散的现象。 4.要控制好温度和湿度，防止钢丝帘线表面生绣，降低与橡胶的粘合。,骨架材料,胎圈钢丝的分类: 按镀层来分,胎圈钢丝,按强度来分普通强度(NT)、高强度(HT)胎圈钢丝主要品种：0.89 0.95 1.30 1.55 1.65 1.83HT,屈强比 屈服强度与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比越大，材料的可靠性越高 。 断裂扭转钢丝应能够承

4、受规定的最少扭转次数而不断裂。 平直性3m长的钢丝应在两条相距600mm平行线内保持平整,不得呈“S”形。,胎圈钢丝性能要求,破断力 直线性抗弯曲性能稳定性粘合性能,骨架材料,细度细度是表示纤维、纱线的粗细程度，它是纤维材料的重要指标之一。细度可以用直径或截面积来表示，但测量较繁而费时，误差较大。因此，一般采用与粗细有关的间接指标纤度来表示，常用的有以下三种方法： 公支（支数）-定重制单位重量（以克计）的纤维、纱线所具有的长度（以米计）称为公支或支数。例如，1g 重的纤维长度为60米，则称60支Nm =L/GNm - 公支L - 纤维的长度G - 纤维的重量,纤维帘线,旦（Denier）-定长

5、制单位长度(9000米)的纤维或纺线所具有的重量(以克计) 称“旦”，例如，米长的纤维重量为克，则称旦。/=/ Nm 旦数 纤维的重量 gL 纤维的长度 mNm支数,特（tex）或分特（dtex）-定长制单位长度(1000米)的纤维所具有的重量(以克计)称“特”；若重量以分克计(110g)，则称“分特”840D = 93tex = 930dtex,纤维帘线的表示方法,840D/2 37E,股数,细度,密度,纤维帘线的主要成分,纤维帘布性能比较,强度： N66 N6 PET尺寸稳定性: N6 N66 PET与橡胶粘合： N6 N66 PET轮胎生热： N6 N66 PET,尼龙帘线使用要求 1.

6、避免吸潮，尼龙帘线在暴露空气中会吸收水分，使熔点降低。 2.尼龙帘线在受热的时候会产生收缩，使轮胎的尺寸发生变化。所以开模前要冷却；开模后，要及时进行后充气。 3.避免过热，尼龙帘线在温度过高状况下, 会使帘线的结构发生变异, 产生热损失，应控制轮胎在硫化中的最高温度。,化工材料,1.生胶,橡胶是一种链状高分子化合物，在无外力作用时通常不保持直线状态，而呈弯曲状，并且该高分子链是柔性链，遇外力可伸展。因此，橡胶具有高弹性，它的这种性能是其它高分子化合物所没有的。橡胶通常可分为两大类：即天然橡胶和合成橡胶。,生胶,天然胶,来源：橡胶树 成分：主要为顺式聚异戊二烯，少量的蛋白质、类脂及其分解物、灰

7、 分、水分。,天然胶,胶乳,标准胶,天然胶,分级按外观： 如烟片胶及皱片胶NO.1X RSS、 NO.1 RSS至NO.5 RSS按理化指标： 如颗粒胶（标准橡胶）5# 10# 20# 50# 马来西亚：SMR5 SMR10 SMR20 SMR50中国 ：SCR5 SCR10 SCR20印尼 ：SIR5 SIR10 SIR20 泰国 ：STR5 STR10 STR20 印度 : ISNR5 ISNR10 ISNR20越南 : SVR5 SVR 10 SVR20斯里兰卡：SLR5 SLR10 SLR20新加坡 ：SSR5 SSR10 SSR20,天然胶的性能天然橡胶综合性能良好，可以单独使用，也

8、可与其他合成橡胶并用，以改进胶料性能，如成型粘性，拉伸强度，撕裂强度等，从而提高橡胶制品的全面性能。1.Tg=-72，Tf=130140 2.结晶橡胶，自补强性大，生胶强力高，自粘性好 3.弹性好 4.耐撕裂 5.不耐老化,天然胶,合成胶,合成胶： 丁苯胶 (SBR) 顺丁胶 (BR)异戊橡胶 (IR)丁基胶 (IIR)卤化丁基胶 (CIIR,BIIR) 三元乙丙胶 (EPDM)氯丁胶 (CR)丁腈橡胶 （NBR）氟橡胶 （)硅橡胶 （）聚氨酯橡胶 （ ）氯磺化聚乙烯 （）,丁苯胶,丁苯胶1500,丁苯胶,在合成橡胶中用量最大的是乳聚丁苯橡胶。在轮胎中的应用比较广泛，几乎所有规格的轮胎都使用丁

9、苯橡胶。它可用于轮胎胎面胶、胎体帘布胶等部件中，根据不同规格轮胎性能要求， 应用比例有所不同。 丁苯胶的结构,丁苯胶,丁苯胶的性能 优点 硫化曲线平坦，胶料不易焦烧和过硫耐磨性、耐热性、耐油性和耐老化性、抗湿滑性 能等均比天然胶好。加工中分子量降到一定程度后不再降低，因而不 易过炼，可塑度 均匀。硫化胶硬度变化小。,丁苯胶,丁苯胶的性能- 缺点 丁苯橡胶纯胶强度低，需加入高活性补强剂后方可使用反式结构多，侧基上带有苯环，因而滞后损失大，生热高，弹性低，耐寒性也稍差。但充油后能降低生热收缩大，生胶强度低，粘着性差硫化速度慢 耐屈挠龟裂性比天然橡胶好，但裂纹扩展速度快，热撕裂性能差,顺丁橡胶,BR

10、9000,顺丁橡胶,结构,顺式BR,反式BR,1,2-结构,顺丁橡胶,高顺式BR的性能,优点,1.高弹性，滞后损失和生热小 2.玻璃化温度低，低温性能好 3.耐磨、耐屈挠性能优异 4.填充性好，有较强的炭黑润湿能力 5.耐热老化性能好于天然胶但不及丁苯胶,缺点,1.拉伸强度与撕裂强度较低，不可单独使用 2.抗湿滑性差，应用于胎面，后期易崩花掉块 3.粘性差，不易结晶，包辊性差 4.抗静态臭氧性能差于天然胶和丁苯胶 5.易冷流,丁基橡胶,组成丁基橡胶是异丁烯与少量异戊二烯（0.6-3.3% mol）的共聚物。 改性为了提高丁基橡胶的硫化速度，提高与不饱和橡胶的相容性，改善自粘性和与其他材料的互粘

11、性，对丁基橡胶进行卤化，包括氯化及溴化。一般氯化的含氯量为1.1%1.3%，主要反应在异戊二烯节双键的位上。溴化丁基橡胶含溴约占2%。,丁基橡胶,性能优异的气密性热稳定性好较好的阻尼性化学稳定性好高绝缘性,优点,缺点,低弹性,与普通橡胶相容性差,难于硫化、粘接,乙丙橡胶,性能,优异的耐臭氧性能 热稳定性好 优异的耐天候性 优异耐水、耐过热水及耐水蒸气性能 高绝缘性,优点,缺点,生胶强度低,气密性差,粘性差,2.补强填充剂,凡在胶料中主要起补强作用的填料称为补强剂。如碳黑、白碳黑。它们能提高硫化胶的耐磨性能、抗撕裂性能、拉伸强度等物理机械性能。凡在胶料中主要起增容作用的填料叫填充剂。如陶土、碳酸

12、钙。通常加入填料是为了降低成本。,补强填充剂,炭黑分类：,补强填充剂,炭黑ASTM法分组,补强填充剂,ASTM法命名：,N 3 3 0,任选的，代表各系列 中不同牌号间的区别,平均粒径范围 0-9,硫化速度，N表示正常硫化速度，S表示慢速,补强填充剂,炉法炭黑生产过程：,详见炭黑专题,白炭黑,白炭黑主要成分:SiO2 .nH2O,白炭黑分类,按制法,气相法,沉淀法,按分散性,一般,(罗地亚商品名),按比表面积,Z195Gr Z175Gr ,高分散性,白炭黑的性能,优点,1.补强性能仅次于炭黑 2.可以提高胶料的撕裂强度 3.生热低、滚动阻力小、抗湿滑性好 4.可以提高钢丝胶料的粘合力,缺点,1

13、.不易分散,需配合硅烷偶联剂 2.耐磨性不及炭黑 3.表面呈酸性且吸附促进剂,硫化速度慢 4.导电性差,用白炭黑时易产生静电 5.门尼粘度高,硅烷偶联剂与白炭黑作用原理,白碳黑表面,硅胶偶联剂,橡胶偶联剂,共混时交联,硫化时交联,3.硫化剂,能使橡胶分子间产生交联，形成三维网状结构。,硫化剂,硫黄,不溶性硫黄,普通硫黄,硫黄给予体,二硫化烷基苯酚(Vultac) 秋兰姆(TMTD)、 吗啡啉(DTDM),硫化树脂：辛基苯酚甲醛树脂，用于 丁基胶囊硫化,硫化剂,不溶性硫黄:不溶性硫黄是链状的高分子硫黄S8n,它不溶于二硫化碳(即不溶于橡胶)。不溶性硫黄在室温以上逐渐转变为普通硫黄，105以上转变

14、急剧加快，130 完全转化。不溶性硫黄可防止喷硫，但分散性较差，价格较高。 我公司在用的硫化剂有普通硫黄S、不溶性硫黄IS60、不溶性硫黄IS6033、不溶性硫黄HDOT20等几个品种。,硫化剂,4.促进剂,凡能加快硫化反应速度，缩短硫化时间，降低硫化反应温度，减少硫化剂用量并能提高或改善硫化胶的物理机械性能的物质，称为硫化促进剂。 作用： 1、提高生成效率，降低成本。 2、合理选用促进剂可改善胶料的焦烧性能。 3、能改善制品尤其是厚制品的物理机械性能。 4、改善制品的外观质量。,促进剂,轮胎配方常用促进剂种类：次磺酰胺类：CZ、NS、NOBS、DZ（中性，准超速） 噻唑类：M、DM （酸性，

15、准超速）秋兰姆类：TMTD （酸性， 超速）胍类：DPG （碱性， 中速）醛胺类：HMT （碱性， 慢速）,促进剂,TMTD,NOBS,DZ,TBBS,DTDM,5.活性剂,加入胶料后能增加促进剂活性，因而能减少促进剂用量或缩短硫化时间的物质称为硫化活性剂，简称活性剂。活性剂一般分为无机活性剂和有机活性剂两类。,活性剂,无机活性剂无机活性剂主要是金属氧化物、氢氧化物和碳酸盐等，其中最重要、应用最广泛的是氧化锌（ZnO）。白色粉末，无味、无毒。 有机活性剂有机活性剂主要是脂肪酸类，应用最广的是硬脂酸（SA）。硬脂酸是白色或黄色颗粒或块状物质，,6.防焦剂,防焦剂防止胶料在加工及停放过程中可能出现的焦烧现象-环己基硫代苯二甲酰亚胺（）优点是不影响硫化胶的结构和性能、硫化速度，焦烧时间长短的调节与用量呈线性关系。,