“綠色輪胎”用國產(chǎn)溶聚丁苯橡膠結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、2012年,歐盟輪胎燃料標(biāo)簽法案正式實(shí)施,采用可降低滾動阻力、提高抗?jié)窕约澳湍バ缘娜芫鄱”较鹉z,開發(fā)綠色輪胎,是應(yīng)對歐盟燃料標(biāo)第法案全球公認(rèn)可行的技術(shù)方案。然而目前綠色輪胎用溶聚丁苯膠卻大都為國外壟斷。本課題旨在剖析中石油國產(chǎn)SSBRC2557A的微觀結(jié)構(gòu)并與朗盛公司SSBR5025-2進(jìn)行對比,研究了國產(chǎn)溶聚丁苯膠的輪胎配方及性能,為其在高性能子午線輪胎中的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
　　本文首先利用紅外(FTIR)、核磁(NMR

2、)、凝膠滲透色譜(GPC)-激光光散射儀-自動黏度在線檢測儀等手段剖析了中石油新牌號SSBRC2557A和朗盛SSBR5025-2的微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,SSBRC2557A的分子鏈為無規(guī)線性。重均分子量Mw為90萬,Mn為39.64萬,多分散指數(shù)為2.28,SSBRC2557A的順式1,4結(jié)構(gòu)和反式1,4結(jié)構(gòu)含量基本相同,而SSBR5025-2的順式結(jié)構(gòu)含量明顯大于反式含量,相同的是1,2結(jié)構(gòu)都為50%-60%,為高乙烯基含量結(jié)構(gòu)。SS

3、BRC2557A的特性黏數(shù)較SSBR5025-2高,均方旋轉(zhuǎn)半徑也較大,表明其支化度較SSBR5025—2低。
　　第二部分研究了混煉過程中不同加料順序?qū)SBRC2557A的硫化特性、力學(xué)性能、門尼粘度、疲勞生熱、阿克隆磨耗等性能的影響。結(jié)果表明,防老劑對白炭黑的偶聯(lián)過程有不利影響,最好在白炭黑偶聯(lián)后的二段混煉時(shí)加入。
　　第三部分研究了白炭黑分散劑A37用量對填充高分散白炭黑1165MP的SSBRC2557A性能的影響,

4、結(jié)果表明,A37用量為3份時(shí),SSBR C2557A的拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率和撕裂強(qiáng)度等力學(xué)性能較好;SEM結(jié)果表明,隨著分散劑用量的增加,白炭黑在膠料中的分散性改善。
　　第四部分研究了炭黑的種類和用量對SSBRC2557A的力學(xué)性能、交聯(lián)密度、低溫脆性、動態(tài)力學(xué)性能等的影響。結(jié)果表明,隨著炭黑粒徑的增大,SSBRC2557A拉伸強(qiáng)度變小,伸長率變大,膠料加工性變好,總交聯(lián)密度逐漸增大?；鞜捘z儲能模量G'逐漸降低。隨頻率的不斷增大

5、,儲能模量逐漸增大,混煉膠的損耗模量隨頻率的增大而逐漸減小,并趨于穩(wěn)定。隨著炭黑用量的增大,膠料的拉伸強(qiáng)度、硬度、定伸等變大,而拉斷伸長率變小。化學(xué)交聯(lián)密度有先增加后下降的趨勢,物理交聯(lián)密度則逐漸增加。膠脆性溫度升高,耐寒性變差。利用非動力學(xué)模型,研究了炭黑粒徑對硫化反應(yīng)的影響,通過模型分析發(fā)現(xiàn),隨著炭黑粒徑的減小,硫化反應(yīng)活化能逐漸減小。同時(shí)用非動力學(xué)模型研究了炭黑補(bǔ)強(qiáng)溶聚丁苯橡膠熱穩(wěn)定性,結(jié)果表明,隨著升溫速率的增大,SSBRC25

6、57A熱裂解速率最大值對應(yīng)溫度向高溫移動,熱裂解速率最大值減小,熱釋放速率隨著炭黑用量增加而減小。
　　第五部分研究了炭黑、白炭黑并用比例對SSBRC2557A力學(xué)、磨耗等性能的影響。結(jié)果表明:隨著白炭黑比例的增大,膠料的門尼粘度有升高的趨勢,門尼松弛面積逐漸增大,膠的加工性能變差,而膠料耐磨性有所提高。
　　第六部分研究了不同種類的溶聚丁苯(中石油SSBRC2557A、朗盛SSBR5025-2)與ESBR1712在綠色輪胎