天然橡胶/顺丁橡胶/杜仲胶并用胶性能的研究

对天然橡胶、顺丁橡胶、杜仲胶三元共混硫化胶的性能进行了研究．试验结果表明，含适量杜仲胶的胶料具有良好的包辊性．掺用杜仲胶的胶料较不掺者定伸应力提高，滚动阻力和压缩生热降低，耐疲劳性能优异，磨耗和干湿路面摩擦因数保持较高水平，即轮胎三大行驶性能问有较好的综合平衡．而杜仲胶对共混硫化胶上述性能的影响在较高交联程度体系和较低交联程度体系不同．通过差示扫描置热法（DSC）分析表明，这可能与杜仲胶在硫化胶中形成的微晶有关，     

轮胎胎面胶料性能及其机理研究进展

滚动阻力、抗湿滑性能和耐磨性能是轮胎使用过程中最重要的三项性能,然而它们之间存在着严重的相互制约关系,同时提高这三项性能对胎面材料研发仍是一个挑战。本文从橡胶复合材料黏弹性的角度,综述了填料网络结构、填料-橡胶相互作用等对胎面胶料的滚动阻力、抗湿滑性能、耐磨性能的影响及其机理研究进展。通过橡胶分子结构优化以及填料改性,降低胶料中的填料网络结构,提高填料-橡胶相互作用,有利于提高胎面胶料的综合性能。     

表面改性SiO2对SSBR/BR绿色轮胎胎面胶结构与性能的影响

采用4种含不同官能基团修饰剂改性的二氧化硅SiO₂增强溶聚丁苯橡胶(SSBR)/顺丁橡胶(BR)共混体系, 制备了SSBR/BR/SiO₂橡胶纳米复合材料, 研究了其结构与性能. 结果表明, 在混炼胶体系中, 与未改性SiO₂填充的SSBR/BR相比, 改性SiO₂填充的SSBR/BR门尼黏度及结合橡胶含量显著增大, 表明填料-橡胶相互作用显著提高; 硫化焦烧时间缩短60%, 硫化速度增大了35%~40%. 在硫化胶体系中改性SiO₂填充的SSBR/BR具有更大的交联密度, 填料分散性明显改善, 同时也表现出更为优异的物理机械性能, 100%和300%定伸模量提高47%以上, 旋转滚筒式磨耗机法(DIN)磨耗降低5%~12%, 生热降低了约7%~13%, 热空气老化性能提升4%~22%, 代表滚动阻力的tanδ在60 ℃降低8%~13%. 此外, 与SSBR/BR/1165MP硫化胶相比, 用90 mmol/kg氨基改性SiO₂填充的SSBR/BR硫化胶的抗湿滑性能提高6.9%, 表现出最优的综合性能. 填料的良好分散及填料与聚合物的相互作用增强对于提高SSBR/BR/SiO₂胎面胶综合力学性能具有重要意义.     

反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶改性的高性能轿车轮胎胎面胶的结构与性能

研究了新一代合成橡胶-反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)在高性能轿车轮胎胎面胶(溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶(SSBR/BR))中的应用及SSBR/BR/TBIR共混胶的结构与性能.结果表明,相对于无定型的SSBR和BR,TBIR由于具有一定的结晶性而呈现出较高的生胶强度、模量和韧性.但相比反式聚异戊二烯(TPI),由于丁二烯单体单元的引入降低了聚合物链的结构规整性,TBIR的结晶熔融焓、熔点和玻璃化转变温度均明显降低.采用10~20份TBIR与SSBR/BR并用改性,同时加入30份炭黑和45份白炭黑,SSBR/BR/TBIR混炼胶的格林强度和定伸应力提高,焦烧时间(tc10)和工艺正硫化时间(tc90)基本保持不变.SSBR/BR/TBIR混炼胶经过150oC硫化反应,制备的硫化胶物理机械性能优异,抗拉伸疲劳性能提高4.6~6.3倍,压缩强度提高21.4%~23.1%,耐磨耗性能提高10.8%~15.1%,耐湿滑性能提高13.6%~40.4%,滚动阻力维持不变.填料分散仪和透射电镜(TEM)结果表明,相比SSBR/BR硫化胶,SSBR/BR/TBIR硫化胶填料分散度提高7.3%~14.9%,填料聚集体平均尺寸降低1.4~2.7μm.可结晶的TBIR的高生胶强度及模量可显著抑制混炼胶中填料的聚集,改善硫化胶中填料的分散性,最终贡献于SSBR/BR/TBIR硫化胶优异的抗拉伸疲劳性、高的耐磨性、抗湿滑性、压缩强度、定伸模量等性能,TBIR是应用于高性能轿车轮胎胎面胶的一种理想新合成橡胶.     

基于广义Maxwell模型的轮胎橡胶动态压缩性能分析

为了定量分析轮胎胎面胶动态力学性能及能量损耗,建立了基于广义Maxwell模型的黏弹性本构关系,根据胎面胶在各个温度下恒温动态压缩时的储能模量与损耗模量的频率扫描实验数据并采用非线性回归法求解误差函数的极小值的方法,确定各个温度下的黏弹性广义Maxwell模型参数.利用ABAQUS/Standard有限元软件数值模拟胎面胶动态压缩过程,得到不同温度下胎面胶的损耗角正切随激振频率的变化规律,并与实验结果进行对比分析.结果表明,黏弹性广义Maxwell模型及其参数的获取方法可以准确地用于胎面胶动态力学性能分析.在此基础上,定量预测了在不同温度及频率下每一循环载荷周期中胎面胶的应力-应变迟滞回线以及单位体积胶料的能量损耗,分析显示随频率增大,单位体积胶料的能量损耗逐渐增大,并且随着温度降低,能量损耗增大的幅度加大.     

反式异戊橡胶合金改性溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶轿车胎面胶

研究了反式异戊橡胶合金(TPIR)的结晶性能、加工性能和力学性能及在轿车胎面胶溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶(SSBR/BR)中的应用.研究结果表明,与无定形SSBR和BR相比,TPIR生胶具有常温可结晶性,因此TPIR具有较高的格林强度.毛细管挤出行为研究结果表明,TPIR具有优异的挤出性能,挤出物外观光滑,挤出涨大比小.与SSBR/BR混炼胶相比,用TPIR改性后的SSBR/BR/TPIR混炼胶的格林强度与100%定伸应力随TPIR含量的增加而提高.经150℃硫化反应后制备的SSBR/BR/TPIR硫化胶物理机械性能优异:不仅耐湿滑性能、耐磨耗性能及压缩强度较对比胶提高,其伸张疲劳性能较对比胶提高4倍以上.透射电子显微镜(TEM)及填料分散仪表征结果表明,与SSBR/BR硫化胶相比,SSBR/BR/TPIR硫化胶的填料聚集体平均尺寸降低2μm,填料分散性显著改善.表明TPIR是一种应用于高性能轿车胎面胶的理想胶料.