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代伟鹏 等胎面挤出气孔率高低对轮胎磨耗的影响研究2023年 第49卷45材料与配方作者简介：代伟鹏（1985-），男，工程师，本科，主要从事全钢轮胎配方配方设计工作。收稿日期：2023-04-25轮胎的胎面挤出工序是轮胎制造过程中一道重要的工序，其作用是将混炼胶通过挤出机制成胎面半部件，挤出胎面半部件的质量与轮胎的质量及磨耗息息相关1。现国内各轮胎企业主流胎面生产方式是冷喂料挤出，该生产方法劳动生产效率高，但挤出胎面易产生气孔，气孔的存在会影响到轮胎的质量及耐磨性，容易出现崩花、掉块、沟裂等质量问题，影响客户使用效果2。冷喂料挤出胎面产生原因很多，包括胶料配方中原材料含水份和挥发物太多，胶料中炭黑分散不均，胶料可塑度低，胶料混炼温度过高导致配合剂分解，胶料停放时间过长产生凝胶，挤出速度过快使胶料中的空气未及时排出，挤出时供胶不足等3。本文主要研究，胎面半部件气孔率超出可控范围一倍以上与胎面半部件气孔率在可控范围以内的胎面生产出的轮胎在实际使用中磨耗的差异。1实验1.1主要原材料NR，STR20#,泰国产品；N234 炭黑，江西黑猫炭黑股份有限公司产品，氧化锌，大连氧化锌有限公司；硬脂酸，丰益油脂科技（连云港）有限公司；其他均为轮胎工业常用原材料。1.2配方生产配方：NR 100，N234 52，氧化锌 3.5；胎面挤出气孔率高低对轮胎磨耗的影响研究代伟鹏，雷振，李维鸽，沈春和(陕西延长石油集团橡胶有限公司，陕西 西安 712000)摘要：主要研究胎面挤出气孔率超出可控范围一倍以上时对全钢载重子午线轮胎实际磨耗的影响。结果表明：胶料配方随停放时间延长，在使用时供胶不足、提高压出速度，挤出胎面气孔率增大明显；挤出的大气孔率胎面硫化胶料的 300%定伸应力、撕裂强度、磨耗性能与正常相比均有差异；挤出气孔率超出可控范围一倍以上的胎面生产的轮胎，会损失轮胎使用寿命。关键词：胎面；气孔率；全钢丝载重子午线轮胎；磨耗性能中图分类号：TQ330.61 文章编号：1009-797X(2023)09-0045-05文献标识码：B DOI:10.13520/ki.rpte.2023.09.010硬脂酸 2，其他 9.85。1.3主要设备和仪器BB-2 密炼机，BB430 密炼机，日本神户制钢株式会社；F270 密炼机，大连橡胶塑料机械有限公司；MV2000 型门尼黏度计、MDR2000 型硫化仪，美国阿尔法科技公司；400 mm400 mm XLB-D 型平板硫化机，湖州宏侨橡胶机械有限公司；3365 型电子拉力试验机，美国英斯特朗公司；DIN 磨耗试验机、阿克隆磨耗实验机，中国台湾高铁仪器有限公司；动态力学分析仪 DMA，德国高宝公司；炭黑分散仪，美国阿尔法科技公司；250 双复合冷喂料螺杆挤出机，桂林橡胶设计院有限公司等。1.4试验策划使用生产配方在密炼车间生产一批次胎面终炼胶料 TY3，停放一天按照正常挤出工艺（三片供胶、挤出接取速度 12 m/min）生产 12R22.5 胎面半部件，保证胎面重量合格选取胎面，取终炼胶（TY3-1 前）以及挤出后胎面分割后胎面胶料（TY3-1 后）。停放第 8 天按照 2 片供胶以及提高挤出接取速度2 m/min 生产 12R22.5 胎面半部件，保证胎面重量合格选取胎面，取终炼胶（TY3-8 前）以及挤出后胎面分割后胎面胶料（TY3-8 后），具体见表 1。第49卷 第9期46CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT橡塑技术与装备表 1试验方案编号项目停放一天停放八天终炼胶编号TY3-1 前TY3-8 前胎面挤出后编号TY3-1 后TY3-8 后1.5性能测试胶料性能检测均按照相应国家标准进行测试。硫化特性按 GB/T 165841996 测定，温度 151 ；门尼黏度按 GB/T 1232.12016 测定；拉伸强度按 GB/T 5282009 测 试，撕 裂 强 度 按 GB/T 5292008 测 试；硬 度 按 GB/T 531.12008 测 试；冲 击弹性按 GB/T 16812009 测试；阿克隆磨耗按 GB/T 16892014 测试；DIN 磨耗按 GB/T 98672008 测试；热空气老化按 GB/T 35122014 测试。2结果与讨论2.1终炼胶料选取 TY3 终炼胶同批次共 40 车，快检各项检测数据合格，满足工艺技术要求，表 2 列出同批次 TY3胶料与挤出气孔相关的门尼黏度以及炭黑分散快检数据，具体见表 2。表 2TY3 胶料数据项目炭黑分散等级门尼黏度 ML(1+4)100最大值最小值平均值最大值最小值平均值数值7.36.97.16747172.8分析以上数据，此批次 TY3 胶料混炼均一，胶料混炼质量较高，炭黑表面与生胶产生了一定的结合作用，同批次比较稳定，有利于胶料正常挤出生产。2.2挤出工艺挤出生产 12R22.5 胎面时，选取胎面时优先保证胎面质量在标准范围，尺寸可均匀偏大或偏小。第一天和第八天挤出生产，挤出生产相关工艺见表 3，挤出胎面断面扫描图见图 1，图 2。表 3挤出生产工艺方案线速度供胶方式挤出温度/接取温度/胎面重量米重波动气孔率TY3-1123 片1133515.415.64.084.211.57TY3-8142 片1173915.015.23.974.258.95图 1TY3-1 胎面断面扫面图由表 3 可见，当胶料停放时间达到 8 天（内控 5 天），在挤出生产过程中，供胶不足且提高压出速度时，胶料气孔率增大明显，已超内控指标（4%）一倍多；当挤出过程中米称波动较大时，可能会存在挤出胎面气孔率偏大现象。2.3胶料性能TY3 终炼胶进挤出机前后胶料性能测试结果见表4。分析表 4 数据，随胶料停放时间延长到 8 天，胶料中一些极性较强配合剂相互聚集，形成包围圈，限制部分橡胶分子链的运动，胶料门尼黏度增大；胶料在经过冷喂料挤出机时胶料存在一次再加工过程，导代伟鹏 等胎面挤出气孔率高低对轮胎磨耗的影响研究2023年 第49卷47材料与配方图 2TY3-8 胎面断面扫面图表 4胶料性能测试结果检测项目TY3-1 前TY3-1 后TY3-8 前TY3-8 后门尼黏度 ML(1+4)100 34293329门尼焦烧 t5(127）/min73687672硫变数据（151 60 min）ML/dN.m2.732.592.852.67MH/dN.m19.2819.219.1919.05T30/min10.5410.339.669.53T60/min12.3912.211.6911.44T90/min17.9917.4316.4216.32硫化胶性能（151 30 min）邵尔 A 型硬度/度67666766拉伸强度/MPa29.429.029.328.2拉断伸长率/%516496502476100%定伸应力/MPa3.03.03.03.2300%定伸应力16.016.215.916.4撕裂强度/kN.m-1120129119125DIN 磨耗/mm3100104102100回弹/%40404040阿克隆磨耗体积 cm30.1691.1800.1980.18160 tan&0.13610.13320.13670.134260 储能模量 E/Mpa11.05910.85410.82910.756100 48 h 热空气老化邵尔 A 型硬度/度69706969拉伸强度/MPa25.526.525.425.5拉断伸长率/%404411404395100%定伸应力/MPa4.04.24.34.5300%定伸应力/MPa18.819.419.219.7撕裂强度/kN.m-150556366回弹/%40404142DIN 磨耗/mm3143146144142阿克隆磨耗体积/cm30.2330.2410.2490.236致胶料的门尼黏度、焦烧时间、T90损失，胶料拉伸强度、扯断伸长率、300%定伸应力、撕裂强度、磨耗性能与未进挤出机前的胶料均有差异，可能原因为炭黑聚集体对分子链束缚的强弱，影响橡胶分子链运动，进而导致相关物理性能的变化。2.4轮胎成品性能对比为验证胎面气孔率对全钢丝载重子午线轮胎使用过程中磨耗的影响，对正常气孔率和高气孔率胎面分第49卷 第9期48CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT橡塑技术与装备别生产 12R22.5 规格全钢丝载重子午线轮胎，进行室内机床耐久性能测试，具体结果见表 5。对生产的轮胎进行实际装车路试，验证挤出胎面气孔率对轮胎的实际磨耗性能相关性。选择车辆行驶路况以高速为主，单趟 1 000 km 运距，驱动轮安装，具体实际路试磨耗数据见表 6。表 5成品轮胎机床耐久结果项目正常气孔率高气孔率累计行驶时间/h151.5140.1累计行驶里程/km9 931.39 147.9实验结束时轮胎状况胎面裂胎面裂由表 5 可见，两种气孔率生产的轮胎在机床实验结束时轮胎损坏病象一致，单高气孔率生产的轮胎虽已满足技术要求（81 h），相比正常气孔率生产的轮胎在耐久方面存在差异。表 6轮胎路试情况轮位行驶里程剩余花纹深度/mm平均花纹深度/mm初试平均花纹深度/mm磨耗 km/mm左中中右3231 332422.24.93.2810.532 1294231 3325.52.42.85.74.1011.132 9305231 3325.322.16.13.8810.833 2856231 3325.01.92.14.93.4810.931 0517231 3324.71.41.44.22.9310.829 2838231 3326.41.21.37.84.1810.735 3189231 3324.822.14.93.4510.831 68910231 3325.52.82.85.64.1810.636 287表 6 中 3,5,8,10 轮位为正常胎面挤出气孔率生产的轮胎，4,6,7,9 轮位为实验高胎面挤出气孔率生产的轮胎，由表 5 计算得出，正常胎面挤出气孔率生产的轮胎平均磨耗 34 255 km/mm，实验高胎面挤出气孔率生产的轮胎平均磨耗 312 38 km/mm，单毫米差异 3 017 km，实验高胎面挤出气孔率生产的轮胎实际磨耗性能比正常差 8.8%。3结论（1）胶料配方随停放时间延长，在使用时供胶不足、提高压出速度，挤出胎面气孔率增大明显；（2）胶料在经过冷喂料挤出机后，胶料的门尼黏度、焦烧时间、T90均有损失；（3）胶料拉伸强度、扯断伸长率、300%定伸应力、撕裂强度、磨耗性能与未进挤出机前的胶料均有差异；（4）挤出气孔率超出可控范围一倍以上的胎面生产的轮胎，会损失轮胎使用寿命。参考文献：1 张哲峰，郑涛，李民军.等.优化炼胶工艺降低胎面气孔率 J.轮胎工业，2016,36(12):752-754.2 崔轶，焦文秀，董凌波.等.胶料混炼方式对胎面气孔率的影响 J.轮胎工业,2019,39(12):749-751.3 曾清.冷喂料胎面挤出断面气孔原因分析及解决措施 J.中国橡胶，2006(19):34-35.Study on the effect of tread extruded porosity on tire wearDai Weipeng,Lei Zhen,Li Weige,Shen Chunhe(Shaanxi Yanchang Petroleum Group Rubber Co.LTD,Xian 712000,Shaanxi,China)Abstract:This article mainly studies the effect of tread extrusion porosity exceeding the controllable range by more than one time on the actual wear of all-steel radial truck tires.The results showed that with the extension of parking time,the rubber supply was insufficient during use,and increasing the extrusion speed resulted in a significant increase in the porosity of the extruded tread;The 300%constant elongation stress,代伟鹏 等胎面挤出气孔率高低对轮胎磨耗的影响研究2023年 第49卷49材料与配方tear strength,and wear performance of the extruded tire vulcanized rubber with atmospheric porosity are different from those of normal;Tyres with an extrusion porosity that exceeds the controllable range by more than one time will reduce their service life.Key words:tread;porosity;all-steel radial truck tire;wear performance(R-03)工业软件赋能产业升级|伊之密联手华为云为企业注入新动力Industrial software empowers industrial upgrading|Yizumi collaborates with Huawei Cloud to inject new momentum into enterprises近日，伊之密旗下产品-智能制造管理系统 Yi MES 产品(以下简称：Yi MES)通过华为云云商店多维度的严格考核，正式入驻华为云商店联营商品，用户可以通过华为云“云商店”直接采购 Yi MES 及配套服务。据悉，华为云云商店联营商品认证是 2022 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