1 实验

    1.1 主要原材料增塑剂A,外观为米黄色片状物,化学分析结果见表1,武汉市径河化工厂产品。

    1.2 配方试验配方为:生胶 100;硫化剂 1.0;促进剂 1.5;氧化锌 4.0;硬脂酸 2.0;防老剂 2.5;炭黑 55.0;增塑剂A 1.5;其它 0.33,合计 167.83。生产配方除无增塑剂A外,其余组分与试验配方相同。

    1.3 仪器与设备XK 160型开炼机,广东湛江机械厂产品;R 100S型硫化仪和T 10型拉力试验机,美国孟山都公司产品;MH 74型磨耗试验机,浙江橡胶机械厂产品;ZND 1型门尼粘度计,上海橡胶机械厂产品。

    1.4 性能测试拉伸强度、撕裂强度、磨耗性能、邵尔A型硬度和门尼粘度分别按GB/T528—92,GB/T529—91,GB1689—89,GB/T531—92和GB/T1232—92标准测试。

    2 结果与讨论

    2.1 小配合试验增塑剂A在子午线轮胎胎面胶中应用的小配合试验结果见表2。从表2可以看出,与生产配方胶料相比,在未硫化胶性能方面,试验配方胶料的最大转矩和最小转矩略有减小,焦烧时间和硫化时间略有缩短,这是增塑剂A的不饱和键活性较高,与胶料中各种成分发生复杂化学反应,加速了硫化过程中橡胶分子交联,即加快了硫化反应速度的结果;在硫化胶物理性能方面,试验配方胶料的拉伸强度、扯断伸长率、300%定伸应力、邵尔A型硬度和撕裂强度稍有提高,回弹值略有减小,耐磨性能和耐疲劳性能有较大幅度改善,这是增塑剂A的加入改善了各种配合剂的分散性,使橡胶大分子交联键分布更均匀的缘故。

    2.2 大配合试验

    2.2.1 混炼工艺在大配合试验中,试验配方胶料与生产配方胶料均采用F270密炼机进行三段混炼。由于试验配方胶料的门尼粘度值较生产配方胶料低,因此调整了试验配方胶料各段混炼的混炼工艺参数(见表3),各段混炼中密炼机的功率消耗情况如图1所示。从表3可以看出,与生产配方胶料相比,试验配方胶料的二段混炼和终炼排胶温度均降低了5℃,一段混炼、二段混炼和终炼时间分别缩短了18%,23%和10%。从图1可以看出,与生产配方胶料相比,试验配方胶料的一段混炼、二段混炼和终炼功率消耗均有不同程度的降低。混炼时间缩短和功率消耗降低说明,增塑剂A的加入,增大了胶料的柔软性和流动性,使各种配合剂分散更容易和更均匀,减小了混炼所需的剪切力,从而降低了胶料混炼的能量消耗,提高了混炼效率。

    2.2.2 物理性能大配合试验胶料物理性能见表4。从表4可以看出,与生产配方胶料相比,试验配方胶料的耐磨性能和耐疲劳性能有所提高,而其余性能变化不大。这与小配合试验结果基本吻合。

    2.2.3 挤出工艺性能在预热、供胶和挤出机各部件操作情况相同的条件下,试验配方胶料和生产配方胶料的胎面挤出工艺参数见表5。从表5可以看出,与生产配方胶料相比,试验配方胶料的胎面挤出温度明显降低。同时可以实际观察到,试验配方胶料的流动性更好,挤出胎面的尺寸和质量稳定性更高,且挤出胎面中部的气孔减少,因而挤出胎面的表面更光滑和更致密,返胶率降低。

    3 结论在子午线轮胎胎面胶中加入1.5份增塑剂A,具有以下作用:(1)提高胎面胶的耐磨性和耐疲劳性能;(2)降低胎面胶混炼的能量消耗和提高混炼效率,平均混炼时间缩短17%左右。(3)改善胎面胶的流动性,降低胎面挤出温度,提高了挤出胎面的质量。