胎面胶混炼工艺对轮胎滚动阻力的影响

胎面胶混炼工艺对轮胎滚动阻力的影响

姚明 雍占福

青岛科技大学 266061

青岛科技大学 266061

摘要：滚动阻力是轮胎使用期间很重要的检测指标之一。在公路变杂和车速提高，能源也日渐紧张，使轮胎滚动阻力的性能也逐渐走进大众关注的焦点，在轮胎滚动阻力中，胎面胶占大半以上。在这些因素影响下，胎面胶的研究配方和对滚动阻力的影响，如何降低胎面胶的滚动阻力具有非常重要的意义。混炼工艺对胎面胶滚动阻力的影响下，采用橡胶和微观结构设计减少橡胶损失和降低轮胎的滚动阻力。

关键词：胎面胶，滚动阻力，轮胎滚动阻力，影响因素

一、实验和对比

1.1实验

采用轮胎的胎面胶当实验对象。在固定其余因素相同时，对生胶、补强和硫化三种体系的实验对比。

在实验过程中，可以从电脑的图像函数中清晰的看到。用模拟轮胎机床实验，测定滚动阻力、动态变形和胶生热这三项进行对比。看出滚动阻力由动态变形的影响，动态变形越大，滚动阻力越大。这个变化值在两并用胶之间，而且存在差异。并且动态变形受硬度的影响，而且会反弹，变形值越大，回弹值越大。当硬度增大时，变形还会减小。不同胶体的硬度也不一样各有差异。

1.2常用胶对比

在我们日常生活中的常用胶一般是NR,BR,SBR.在这些中，配方组量，油 6份；炭黑 50份；促进剂 0.8份；硫磺 1.8份。然后用15KG负载，75℃的温度下进行滚动阻力对比，看出BR比NR的滚动阻力要小得多。图形还能看出，SBR还要反弹，反弹值小于NR，但是硬度要比NR高出很多。由此得出，动态变形越小，滚动阻力也越小。如果改变了固定变形，情况也会有不同的变化，要是减小硫化胶的内摩擦滚动阻力，也减小硬度。会使硫化胶动态变形增大和滚动阻力增大，引起内摩擦，在不同份数的测试下，变化也不一样，说明滚动阻力也不一样，硬度起主要作用。

二、产品的选择

2.1选择不同品种的橡胶

设计的第一步就是选择橡胶的品种，选择不同品种的橡胶测试结果也会不一样。橡胶一般会很粘，具有很大的弹性。但是橡胶是轮胎的主要原材料，具有重要的作用。橡胶滞后损失对轮胎的滚动阻力影响很大。胎力变形会影响滞后损失。就算恢复原状也会有能量损失。动态变形的影响还会影响反弹值，动态变形越大，反弹值越大。当你实验确定了选定的轮胎品种，就可以通过动态实验的图表清晰的看到损耗因子和动态影像，然后确定滞后损失，改变轮胎的温度测定，来观测胶体的变化情况。橡胶与玻璃的转变温度差距很大，温度越高，影响滞后损失越大，温度在其中还会影响变化硬度，改变轮胎胶体的耐磨性。但是通过数据测试我们得知，同样的低滚动阻力和生热情况下，其抗湿滑动性能比较好，说明这种材料是低滚动阻力和低生热的轮胎的最佳原材料。但是这种的抗湿性能比较差。NR的温度变化不一样，耐热性能也不一样。但是苯乙烯的质量分数比较低，所以耐磨性比较高，低温性能明显降低，滚动阻力和生热变化也不一样，特别是高速下的制动性能较好，由此看出，轮胎的滚动阻力和抗蚀性能相互制约。

此外，通过之前的各种现象比较可以发现，胶种单独使用并不会影响轮胎的滚动阻力，在固定载额的一般情况下，用轮胎的滚动阻力来确定形变的各种形变大小。

2.2轮胎滚动阻力受哪些因素的影响

1. 路面状况对汽车滚动阻力的影响；在汽车重力一定的情况下，汽车行驶的滚动阻力主要决定于滚动阻力系数。

2. 汽车行驶速度对滚动阻力的影响。

3. 轮胎气压对滚动阻力的影响；气压下降，下沉量增大，滚动阻力系数增加，气压要在标准范围之内。

4. 轮胎类型对滚动阻力的影响；轮胎的结构、帘线和橡胶的品种对滚动阻力都有影响。

5. 当充气轮胎在理想路面(通常指平坦的干、硬路面)上直线滚动时，其外缘中心对称面与车轮滚动方向一致，所受到的与滚动方向相反的阻力即为轮胎滚动阻力。

三、白炭黑的精炼工艺

3.1橡胶的微观结构

橡胶的微观结构，主要决定物为聚乙烯的宏观因素是主要因素，为解决橡胶材料，这种材料的损失和抗湿滑性能的平衡问题，需要对橡胶的各种微观结构进行重要的设计，然后在设计当中应该取用一定的温度，在某种温度情况下，每一个橡胶都会有不同的变化，以保证各种温度下的橡胶可以具有低的滚动阻力，还有良好的抗滑性能。之前的文章中提到，对于每一种轿车的轮胎，每一种跑车的轮胎如何降低滚动阻力的聚合物，具有理想的分子聚合物分子链相对分子质量不同的情况下，也会有不同的影响。重要的网络结构，每一个网络结构中的分子质量也会不同，在分子质量分布不均的情况下，如何改变分子之如何改变重量来提升改变滚动系数。

每一个分子链末端的对聚乙烯聚合物的性能影响也十分显著，如果没有约束的情况下，聚乙烯各种联合会有如何的影响？聚合分子链端的活动比较自由，所以在每一个分子运动时，会使聚合物的分子链发生，每一种各种性能的变化，产生如何之后损失。来影响滚动系数阻力，我们可以通过某一些的化学性能变化来组建一个末端分子链，在这个末端分子链的当中，我们改变某一个改性基因来提高各种橡胶的质量分数，通过提高质量分数的情况下，来降低自由链末端的运动能量损失。还可以增强聚合物与炭黑之间的相互作用，可以改善可以分散性的每一种炭黑，如果炭黑表面形成了另一种新的聚合物，如何来防止这种炭黑虚的凝胶降低各种滞后聚合物的损失。

轮胎中的应用，就是我们通过设计的这种聚合物材料如何进行微观结构设计，提高每一个轮胎的综合性能，如SSBR或NRBR的应用，特别是四氯乙烯对SSBR改变，我们可以得到这种胶面的滑动阻力。将滚动阻力进行降低，但是这种的耐磨性能也有所下降，所以用另一种材料改变化学性能改还能改变这种滞后损失比，因此在相同的温度下增大，聚氯乙烯与二烯中的橡胶不同的含量可以降低轮胎的滚动阻力，同时不会影响抗滑性能，所以采用高乙烯聚二乙烯以作为橡胶胶面也是很好的选择。

3.2混炼工艺

白炭黑表面性质有很多的功能，有机硅反应进行决定了白炭黑填充材料作为轮胎材料，混炼在每一段混炼之间必须使用胶冷却，以获得性能的所有要求，所以白炭黑材料作为双氧化多硫硅烷。需要一段以上的辅助混炼硅烷性能，因为炭黑面胶采用三段式混炼工艺，比二段式混炼工艺更能提高白炭黑的分散度，降低轮胎的滚动阻力，可以充分的发挥，对白炭黑的改善效果还必须注意混按顺序。硅烷偶联剂一定要在填充剂之后加入，并且温度已经上升到两者之间所需要的温度时，加入在填充剂橡胶中基本混合达到一定温度后，再加入油和其他的配置计，因此白炭黑可溶性将会发生重要的改变，氧化锌尽可能在放炼混炼后期加入。此外，每一种胶停放时间过长，这种焦炭活性分子有可能迁入到他项中，缩短胶的停放时间，有利于提高滚动阻力。在我们日常生活的混炼中，很多地方的混炼操作并不严禁，所以市面上有很多的轮胎并不符合国家标准，就算检测合格，在日常生活的，随着时间的逐渐延长，后续的一些列问题会逐渐浮现。在这些问题的背后，可是带着生命的代价。所以在每一步混炼过程都要逐渐的加以完善，加以优化，来保证使用者的人生安全。逐渐研发更加完善的混炼方式和混炼要求，国家也要加以重视。

四、结语

每一种影响轮胎的滑动阻力都有很多的因素，所以我们要从各个因素来进行讨论，从胶面的讨论角度来说，配方和混炼工艺都是很重要的因素，所以每一个滑动面各组成部分之间的配方与混炼工艺之间又有相互关联，随着每一种滚动轮胎阻力进行了深入研究，滞后损失也还有很大的开发空间。

参考文献

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