韩洪伟 于江升 天津市万达轮胎集团有限公司 300402
周 洪 刘志勇 江苏中宏环保科技有限公司 214437
摘要：研究速溶流体黑金橡胶在轮胎胶料中的应用。
结果表明：在配方中通过不同比例替代传统操作油，可以显著提高胶料的拉伸性能。
在胎面胶中使用时，对提高磨耗、降低生热和改善抗湿滑性能均有积极作用。
速溶流体黑金橡胶作为一种环保改性新材料，可减少废弃物的排放，节约原材料的使用，有效降低轮胎制作成本。
关键词：拉伸性能、磨耗、环保改性、成本
1 实验
1.1 主要原材料
天然橡胶，STR20，泰国产品；镍系丁二烯橡胶，牌号BR9000，中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司；
乳聚丁苯，牌号SBR1723，中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司橡胶厂；
炭黑，牌号N234，江西黑猫炭黑股份有限公司；环保芳烃油，牌号V500，宁波汉圣化工有限公司产品；速溶流体黑金橡胶，山西宏辉新材料科技有限公司
1.2 试验配方
试验胎面配方如表1所示，其中速溶流体黑金橡胶，分别代替配方中环保芳烃油量的30%、50%、80%。
1.3 主要设备和仪器
XM270（4~40）型密炼机，大连橡塑机械股份有限公司产品； MFR100型自动型无转子流变仪，上海诺甲仪器仪表有限公司；
MV3L型门尼粘度仪，上海诺甲仪器仪表有限公司；GT-AI-7000S型电子式万能试验机，高铁检测仪器有限公司；
GT-7012-D型DIN磨耗试验机，高铁检测仪器有限公司； GT-7012-Q型橡胶动态切割试验机，高铁检测仪器有限公司；
RPA2025橡胶加工分析仪，上海梓萌智能机器人有限公司产品；VR-7130型动态机械分析（DMA）仪，日本UESHIMA产品。
1.4 试样制备
胶料采用3段混炼工艺，均在XM270型密炼机进行。
一段混炼工艺为：加入生胶、其他母炼胶小料和炭黑压压砣30S，转速35r/min提压砣到位清扫，温度115℃加油压压砣25S提压砣到位清扫压压砣至160℃排胶；
二段混炼工艺为：加入一段母炼胶压压砣40S，转速30 r/min提压砣到位清扫压压砣至160℃排胶。
三段混炼工艺为：加入二段母炼胶和终炼胶小料压压砣40S，转速25 r/min提压砣到位清扫压压砣至100℃排胶。
1.5性能分析
（1）加工性能。采用RPA测试混炼胶的损耗因子tanδ，测试条件为：温度100℃，频率0.1HZ，应变扫描0.7~1256%。
（2）动态力学性能。采用DMA仪进行测试，测试条件为：频率10HZ，动应变0.25%，温度扫描-60~80℃。
（3）动态切割性能：使用橡胶动态切割试验机测试切割质量损失率。
（4）环保性能：使用核磁共振仪（NMR）测试Bbay质子。
（5）其他性能均按照相应的国家标准或企业标准进行测试。
2 结果与讨论
2.1 硫化特性
胶料的硫化特性如表2所示。
从表2可以看出：速溶黑金橡胶不同比例替代环保芳烃油后，对门尼粘度、焦烧时间几乎无影响。
随着替代比例的增加，流变仪大转矩MH增加，这与速溶流体黑金橡胶材料中含有橡胶烃有关。
2.2物理性能
胶料的物理性能如表3所示
从表3可以看出：速溶流体黑金橡胶的加入，可以提高胶料的拉伸强度和定伸，随着用量增加扯断伸长率有下降趋势，实际应用中可根据性能需求制定合适的替代比例。
可有效提高胎面的磨耗性能，并对撕裂性能有改善。老化后拉伸性能保持较好。
2.3 动态性能
胶料动态性能如表4、图1所示
从表4中可以看出：速溶流体黑金橡胶后加入后，可以保持玻璃化转变温度
基本不变，提高了0℃下的tanδ，降低60℃下的tanδ。DMA数据表明对提高胶料的抗湿滑性能和降低生热均有积极作用。
2.4 低温性能
硫化胶低温（-30℃）停放下的硬度增长如表5：
从表5中可以看出：速溶流体黑金橡胶加入后，硫化胶在低温-30℃的停放条件下，邵尔A硬度增加几乎一致，不影响胶料的低温性能。
2.5 动态耐切割性能
硫化胶动态切割质量损失率如表6：
从表6中可以看出：速溶流体黑金橡胶的加入，可改善胶料的耐切割性能。
2.6加工性能
未硫化胶的损耗因子曲线如图2：
从图2中可以看出：使用RPA测得的数据表明，随着速溶流体黑金橡胶的使用比例增加，tanδ增大，对降低胎面挤出口型膨胀率有积极影响，这应与速溶流体黑金橡胶的使用提高了胶料的分散有关。
2.7环保性能
硫化胶的环保指标SVHC和Hbay含量如表7：
从表中7可以看出：速溶流体黑金橡胶作为一种环保新材料，不同比例替代环保芳烃油后，SVHC和Hbay均满足环保要求。
3 结论
速溶流体黑金橡胶替代传统操作油应用到胎面配方中，能够改善胶料的物理性能，对加工性能及动态机械性能均有积极作用，可提高磨耗性能和抗湿滑性能，降低滚阻阻力。
速溶流体黑金橡胶具有环保改性属性，相比传统操作油具有成本优势，可以提高社会经济效益，促进经济发展的可持续性。
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