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1、合成橡胶工业,2009-07-15,32(4):332～338专论·综述CHINASYNTHETICRUBBERINDUSTRY绿色轮胎胎面胶配方研究进展蒋鹏程,陈福林,曹有名,周彦豪,张海燕(广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006)摘要:根据绿色轮胎胎面胶配方的总体发展方向和性能要求,综述并讨论了绿色轮胎胎面胶在橡胶品种、填充体系、硫化体系以及增塑剂、防老剂、加工助剂等方面的进展情况和研究开发思路。关键词:绿色轮胎;胎面胶;橡胶品种;填充体系;硫化体系;综述+中图分类号:TQ336111文献标识码:A文章编号:1000-1255(2009)04-0332-0
2、7绿色轮胎的特点是同时具有低滚动阻力、高胶的制备和绿色轮胎技术的发展具有明显的实践抗湿滑性及高耐磨性。绿色轮胎技术包括结构设指导意义。计、原材料选择及配合、成型加工等方面。对绿色轮胎的总体要求是节能、安全、耐用。其中,降低2绿色轮胎胎面胶配方研究进展滚动阻力并保证抗湿滑性能良好是对绿色轮胎最211橡胶品种[1]基本的要求,而这与轮胎胎面胶的结构组成密天然橡胶(NR)具有优异的力学性能、抗湿滑切相关。本工作从绿色轮胎胎面胶的基本性能要性能、耐低温性能、耐磨性能和加工性能;顺丁橡求出发,对近年来国内外绿色轮胎胎面胶配方的胶(BR)具有优异的耐磨性、耐寒性和弹性,是制①研究进
3、展进行综述,并加以分析讨论。备低滚动阻力和低生热轮胎的最佳原材料;选择合适的苯乙烯和乙烯基组合,可使溶聚丁苯橡胶1绿色轮胎的特点(SSBR)的弹性、耐寒性、低滞后损失等性能达到滚动阻力、抗湿滑性及耐磨性被称为轮胎的较好的平衡,其抗湿滑性能特别是高速下的制动三大行驶性能,它们之间相互影响、相互制约。为性能非常好。多年来,胎面胶都选择NR、BR、降低轮胎的滚动阻力,要求胎面胶的滞后损失小SSBR的二元或(和)三元并用组合。例如,NR/和玻璃化转变温度低;玻璃化转变温度的高低还SSBR/BR的并用比为60/20/20(质量比)时所制可反映磨耗性能的优劣以及轮胎在冬季使用的适备
4、的胎面胶有良好的湿抓着性和低的滚动阻[3][6]应程度;为提高湿抓着性,要求胎面胶的滞后损失力;颜晋钧等认为NR分别与BR和SSBR并[2]大,这对轮胎滚动阻力有很大的影响。因此,用时轮胎滚动阻力介于二并用胶种之间。轮胎的滚动阻力、湿抓着性和耐磨性三者之间达近年来,轮胎用新型橡胶的开发已有不少报到理想平衡显得尤为关键。国外许多学者通过大道。这些具有与传统的NR、BR或SSBR不同微量研究,已经从理论上找到了解决湿抓着性和低观结构或经过改性的橡胶品种,由于其突出的性滚动阻力相互矛盾的办法。研究表明,轮胎的滚能特点而越来越受到人们的重视。例如,用SSBR动阻力主要是由轮胎胶
5、料的动态变形和轮胎本身代替乳聚丁苯橡胶(ESBR)已实现产业化。苯乙[3]的质量引起的;在较低温度(-20～20℃)下具烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物(SIBR)、有较高的损耗因子(tanδ),且在较高温度下反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)、环氧化NR、星形(50～70℃)具有较低tanδ的胎面胶,同时具有中乙烯基聚丁二烯橡胶、高乙烯基聚丁二烯橡胶[4-5]低滚动阻力和良好的抗湿滑性能。可见,有关轮胎的滚动阻力、抗湿滑性与tanδ、温度和频①收稿日期:2008-08-20;修订日期:2009-05-10。率之间的关系等方面的研究成果,对于轮胎胎面作者简介:蒋鹏程(19
6、81—),女,硕士研究生。第4期蒋鹏程等1绿色轮胎胎面胶配方研究进展·333·等已开始应用于高性能胎面胶的制备,为绿色轮21211炭黑胎橡胶品种的选择提供了更广泛的范围。以前主要使用中高增强性的炭黑,如中超耐ESBR及其充油胶是胎面胶中应用最广泛的磨炭黑和高耐磨炭黑来增强轮胎胎面胶,这种填合成橡胶品种,轿车和轻型载重车用小型轮胎绝充体系存在难分散、生热大、动态性能差等缺点。大部分甚至全部用ESBR制造,目前其用量已占近年来,低滞后炭黑作为新型增强填料被广泛应[7]NR的一半以上。SSBR具有优异的低滚动阻用于高性能轮胎中,单独使用时炭黑的用量大致力、良好的抗湿滑性能和较
7、高的力学性能,但其回为50～75份。低滞后炭黑具有结构高、聚集体尺弹性和加工性欠佳,它可以替代ESBR并减少胶寸分布较宽、表面活性高的特点。高结构炭黑具料的生热,例如80份(质量,下同)SSBR和20份有较多高度枝状聚集体,在轮胎胎面胶中与普通NR并用已成为原配轿车轮胎胎面胶配方的基炭黑相比,它可以在较低的用量下具有较高的增[8]础。部分氢化SSBR是通过对丁二烯链段中的强作用,从而在降低胎面胶滚动阻力的同时使其1,2-链节加氢生成部分1-丁烯,进而生成苯乙保持较好的耐磨性。同时高结构炭黑的聚集体尺烯-丁二烯-丁烯多元共聚物,可使其滚动阻
