轮胎的耐久性是一个经常被提到的问题,也看到关于耐久性的说法出现在很多地方。然而,这个说法还是一个很模糊的概念,有时候耐久性是指轮胎整体的转股试验运行的时间,有时候是指轮胎的耐磨性,也有一些时候是指轮胎在苛刻条件下的磨耗或者叫耐切割性能。
轮胎除了因为正常磨损或者温升过高导致结构损坏而不能继续使用以外,还有一些情况下是因为非正常损坏导致的。其中胎面由于外力切割作用造成的崩花、掉块、脱层很多时候统称为耐切割性能,一些在特定条件下使用的轮胎如矿用轮胎必须在这些方面有出色表现才能赢得市场竞争。有的情况下,大家提到的轮胎切割损坏是因为轮胎的胎面(以及胎侧)遇到尖锐石块容易被切开、割开、刺扎而造成损坏。尖锐物体往往硬度很高,如碎石、铁矿石等。对于这些材料来说,橡胶一定比它们软。所以橡胶先发生形变,拉伸后一方面通过增加作用距离来消耗应力冲击的能量,另一方面通过橡胶的滞后来耗散冲击的能量,这部分能量转化为生热。如果橡胶的初始模量较高反而容易造成应力集中,从而造成切割损坏。
耐磨性能是硫化胶抵抗摩擦力作用下因表面破坏而使材料损耗的能力,是与橡胶制品使用寿命密切相关的力学性能。耐磨性的表面形式有几种,耐磨性受哪些因素影响,在设计配方时应该如何提高橡胶制品的耐磨性?
影响橡胶材料耐磨性能的因素
.橡胶材料的种类
目前市场上存在多种类型的橡胶材料,每种材料耐磨性能不同。例如,丁腈橡胶的耐磨性能较高,而乙丙橡胶的耐磨性能稍逊。
.环境条件
橡胶材料适用于各种环境条件,但不同的环境条件对橡胶材料的影响有所不同。例如,寒冷环境中的橡胶材料有可能会硬化,导致耐磨性能下降。
.使用方式
使用方式不同也会影响橡胶材料的耐磨性能。例如,摩擦方式不同、受力方式不同等都会影响橡胶材料的耐磨性能。
.加工工艺
不同的加工工艺也会影响橡胶材料的耐磨性能。例如,不同的硫化方式和硫化剂种类等都可能导致橡胶材料耐磨性能的改变。
耐磨性的表现形式
耐磨性主要有以下三种形式,磨损磨耗、疲劳磨耗、卷曲磨耗。
磨损磨耗即在使用过程中表面上不平的尖锐的粗糙物不断地切割、乱擦,致使橡胶表面接触点被切割、扯断成微小的颗粒,从橡胶表面脱落下来。耐磨性受摩擦压力、拉伸强度、回弹性的影响。
疲劳磨耗即橡胶制品在持续的工作下,反复受到周期性的压缩、剪切、拉伸等变形的作用,使橡胶表面产生疲劳,并逐渐产生裂纹。疲劳磨耗与橡胶的弹性模量、压力、拉伸强度等有关。
卷曲磨耗即橡胶与光滑的表面接触时,由于摩擦力的作用,使硫化胶表面不平的地方发生变形,并被撕裂破坏,成巻的脱落。
配合体系对耐磨性的影响
耐磨性与硫化体系有关,适量的提高交联程度能提高耐磨性能。单硫键越多耐磨性越好,半有效硫化体系的耐磨性较好。硫化胶的耐磨性随硫化剂用量增大有一个最大值,一般硫磺HY13S10J2LWFM硫化体系促进剂CZ体系的耐磨性较好。DTDM+硫磺+促进剂NOBS体系硫化胶耐磨耗性和其他力学性能较好。
通常硫化胶的耐磨耗性随炭黑粒径减小,表面活性和分散性的增加而提高。补强性能越小的填充剂影响越小,填充剂用量越大影响越大,应尽量少用填充剂。
软化剂对硫化胶的耐磨耗性能有影响,一般加入软化剂能降低硫化胶的耐磨性。
在疲劳磨耗的条件下,胶料中添加防老剂可提高硫化胶的耐磨耗性。防老剂最好选用能防止疲劳老化的种类,具有优异的防臭老化的对苯二胺类防老剂。
如何提高耐磨性
生产橡胶制品要想有好的耐磨性,首先选择耐磨性好的胶种。硫化体系中可选用CZ作为硫化体系的促进剂;选择粒径小的炭黑,提高炭黑的分散性,有效提高胶料的耐磨性;适当减小软化剂的用量;选择耐疲劳性好的防老剂,提高胶料的耐磨性;选用附加填料类似硅烷偶联剂或二硫化钼等来改善胶料的磨耗。
橡胶制品的耐磨性直接影响制品的使用寿命,在设计配方时选择合适的胶种、合适的配合剂,尽可能提高胶料的耐磨性,从而延长制品的使用寿命。
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来源:贤集网