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1、轮 胎 工 业 1321999年第19卷基于这些能得到的通用橡胶的性能,我们可以得出一个结论:目前要橡胶同时满足轮胎的所有性能要求是不可能的。113 溶聚丁苯橡胶(S2SBR)的应用S2SBR由于其较窄的相对分子质量分布、较大的相对分子质量和优越的分子链特性使得其滞后损失比乳聚丁苯橡胶(E2SBR)低,因而广泛应用于低滚动阻力轮胎的胎面胶。一般低滚动阻力的轿车轮胎的胎冠胶用S2SBR和NR并用。为了进一步降低胶料的滚动阻力,在S2SBR合成过程中通过改变单体比例和催化剂图
2、1 “理想胎面橡胶”的tanδ等方法引入乙烯基而生产出来的乙烯基S2SBR———BR;—·—NR;---SBR1500;⋯⋯SBR1516(其分子结构如图3所示)的滞后损失更小,用50份N339炭黑它做胎面胶制造的轮胎的滚动阻力也更低;而且可以通过改变单体比例和催化剂等方法得到不同玻璃化转变温度的S2SBR(见图4)。从图4中也可以看出S2SBR的滞后损失和玻璃化转变温度的关系:玻璃化转变温度越普通SBR图2 通用橡胶的tanδ注同图1材料是低滚动阻力和低生热的最佳原材料;但是在正常的温度范围内,
3、同样较低的tanδ说明其抗湿滑性较差。乙烯基SBR(2)NR的玻璃化转变温度为-70℃,它的图3 乙烯基S2SBR的分子结构低温屈挠性和耐磨性都不如BR;但在同样好的低滚动阻力和生热下,其抗湿滑性较好。(3)苯乙烯质量分数为0125的SBR由于玻璃化转变温度较高,因而耐磨性较差,且低温性能明显降低,滚动阻力和生热也不如BR和NR的好;相反由于有较高的tanδ,这种材料的抗湿滑性对高速下的刹车性能极好。(4)SBR的苯乙烯质量分数提高到0140,由于链段的运动受到限制,其玻璃化转变温度更高,结果是低
4、温性能不好,相对的耐磨性较图4 不同乙烯基S2SBR的tanδ差,滚动阻力及生热较高。相反,由于这种材料1—10%苯乙烯,20%乙烯基;2—10%苯乙烯,45%在0～30℃具有优异的缓冲性能,因此它有杰乙烯基;3—20%苯乙烯,45%乙烯基出的刹车性能。50份N339炭黑第3期 刘其林等1降低轮胎滚动阻力方法的初步探讨 133高,其滞后损失就越大。因此可以通过合成工滞后损失的影响,末端基的改性程度越高,其胶艺的调整得到最佳滞后损失的S2SBR。料的弹
5、性越好,滞后损失就越小,而且在低温更进一步降低轮胎滚动阻力的方法是对(-10℃)下胶料的硬度也越低。得到的结果S2SBR进行化学改性,即在分子链末端接一个是用EAB改性的S2SBR的滞后损失最小,其改性基团。目前所使用的S2SBR都用四氯化次是四氯化锡改性的S2SBR;而且化学改性后锡作链终止剂,有的在用四氯化锡作链终止剂的S2SBR的抗湿滑性能也得到了改善,但其耐的基础上进一步改性,对S2SBR的另一个末端磨性能有所下降。进行改性。无论哪种方法,滞后损失的降低都是由于加强了炭黑和聚合物链端基的相
6、互作2 填充剂(白炭黑和炭黑)用,也就是说,官能团端基与炭黑在混炼期间反211 白炭黑应,提高了结合橡胶的质量分数,结果在炭黑表以前白炭黑用在越野轮胎的胎面胶中,以面形成一层聚合物,阻止了炭黑的絮凝。这样提高耐刺穿和抗切割性能,或用在钢丝胶和胎降低tanδ有2种机理:一种是大多数链末端与体胶中作粘合体系的一部分,但现在白炭黑已炭黑相结合,使得与自由链末端运动有关的能被应用于低滚动阻力的胎面胶配方,它能有效量损失降低了;另一种是阻止炭黑絮凝,导致了地降低轮胎的滚动阻力。但白炭黑在橡胶中的炭黑网络下降
7、并表现出平坦的动态模量2应变分散很困难,虽然加入硅烷偶联剂有利于白炭曲线,结果tanδ2应变曲线也变得平坦,而且曲黑的分散,能够降低胶料的门尼粘度,但还是不线的平坦效应随聚合物官能团末端基的浓度的够,而且提高了胶料的定伸应力。因此白炭黑增大而增强,也就是说,在现在大多数S2SBR生产商德固萨、PPG和罗纳2普朗克都在开发易用四氯化锡作链终止剂的基础上,对分子链的分散的沉淀法白炭黑,其产品ZS1165MP(罗纳另一端也进行改性,这样可以进一步降低胶料2普朗克法国公司)、Hi2SilEZ(PPG公司)
8、等都的滞后损失。是高分散性、专用于低滚动阻力配方的填充剂。[3]YoshimuraN等人认为对于轿车轮胎,白炭黑不仅能降低滚动阻力,而且还有助于改低滚动阻力的聚合物要有理想的聚合物链分善抗湿滑性能,但白炭黑的加工工艺比较复子、相对分子质量分布和网络结构,其中,相对杂,它要求和硅烷偶联剂在混炼时,最好在高温分子质量分布最重要。如果聚合物中相对分子下保持一段时间,以便硅烷偶联剂与白炭黑充质量小的成分越多,其tanδ越高(因为分子链分反应,这个工艺被称为动态反应性混炼或热末端起粘性作用)
