配方基础知识轮胎工程.pptx

1内容提要内容提要什么是配方什么是配方配方设计（配方设计（WHAT、WHY，HOW）子午胎各部位对配方的性能要求子午胎各部位对配方的性能要求配方的性能测试配方的性能测试配方用原材料概述配方用原材料概述21.什么是配方什么是配方配方举例配方举例3配方的定义配方的定义就是表示橡胶、配合剂品种与用量的配比。配方的组成配方的组成它包括橡胶体系、硫化体系、补强填充体系、防老体系、软化体系、粘合体系和加工助剂等其它1.什么是配方什么是配方4配方的表示形式配方的表示形式基本配方质量分数配方体积分数配方生产配方1.什么是配方什么是配方5煤矿事故影响 从王家岭透水事故到国务院批复的三起特别重大事故等等众多煤矿事故可以看出煤矿事故多、伤亡大，给无数个家庭带来了灾难，夺走了一个个生命。不仅影响到经济，也影响着其它方面。每发生一起特大事故，尤其是瓦斯爆炸事故，都在社会上引起广泛影响，它直接涉及到社会安定与稳定。使煤矿工作、经营工作、生产建设等受到影响，以致出现煤矿企业招工难、煤矿院校招生难、煤矿工人找对象难等问题。6煤矿安全的重要性 从以上煤矿事故所带来的经济损失和劳动者伤害可以看出煤矿安全在生产中的重要性，它保证着煤矿安全生产，劳动者的生命健康和国家的财产不受到损失以及社会的和谐与稳定。所以我们必须要学安全、懂安全、用安全。7配方的功能配方的功能1.什么是配方什么是配方检验配方性能配方制品配方8什么是配方设计什么是配方设计2.配方设计配方设计拟定橡胶配方，试验(了解配方组分变量对性能的关系或性能变化的趋向)、调整、验证（包括实地考察），最后确认适用于橡胶制品生产的橡胶、配合剂品种与用量的配比，这个过程称之为橡胶的配方设计。9为什么要进行配方设计为什么要进行配方设计2.配方设计配方设计一个音符无法表达出优美的旋律，一种颜色难以描绘出多彩的画卷。配方也是如此，任何一种橡胶若不进行配方设计就没有任何使用价值。10如何进行配方设计如何进行配方设计配方设计的要配方设计的要求求2.配方设计配方设计1.树立整体观念结构设计、配方设计、加工历程（的设备与工艺）结构设计、配方设计、加工历程（的设备与工艺）作为橡胶制品生产过程三个重要组成部分，它们既作为橡胶制品生产过程三个重要组成部分，它们既相互独立，又相互联系、协同、制约，它们本身和相互独立，又相互联系、协同、制约，它们本身和它们之间的相互作用都有可能对橡胶制品的物化性它们之间的相互作用都有可能对橡胶制品的物化性能、使用性能、寿命、外观质量、生产成本起决定能、使用性能、寿命、外观质量、生产成本起决定性作用，过分强调任何一者的作用都是不切实际、性作用，过分强调任何一者的作用都是不切实际、不全面的。同时配方本身也是个整体。不全面的。同时配方本身也是个整体。11如何进行配方设计如何进行配方设计配方设计的要配方设计的要求求2.配方设计配方设计2.配方设计，基础在于熟悉原材料的 物性与效能；仍依赖于长期积累的 经验3.要使经验性的配方设计前进一步，必须将它上升到理论阶段，再以理 论指导实践。12如何进行配方设计如何进行配方设计配方设计的原配方设计的原则则2.配方设计配方设计1.按橡胶制品及各组成部件的使用条件、使用状况及寿命要求所确认的使用性能、硫化胶性能具体项目、指标，以及制品各部件性能的恰当配合来选用橡胶及其配合剂（包括品种及用量配比）13如何进行配方设计如何进行配方设计配方设计的原配方设计的原则则2.配方设计配方设计2.保证加工历程可行的前提下，力求顺利进行（如生产效率、质量稳定性），按工艺历程拟定的各工序的工艺条件的组合来选用橡胶、配合剂品种与用量组合。14如何进行配方设计如何进行配方设计配方设计的原配方设计的原则则2.配方设计配方设计3.注意橡胶与配合剂的“相配”4.成本的总体核算，包括原材料成本 及加工历程成本的核算15如何进行配方设计如何进行配方设计配方设计的程配方设计的程序序2.配方设计配方设计n16胎面胎面3.轮胎各部位对配方的性能要求轮胎各部位对配方的性能要求胎面是承受外部应力最苛刻的部件。外界应力是通过胎面胶的表面向轮胎内部传递，是直接与地面接触摩擦，要求胶料耐磨、耐冲击、耐刺、耐撕裂、耐疲劳。较高的抓地力较低的滚动阻力。冬季轮胎还需要良好的低温性能。17胎面的魔鬼三角胎面的魔鬼三角3.轮胎各部位对配方的性能要求轮胎各部位对配方的性能要求Rolling ResistanceWet GripWear18胎面的配合胎面的配合3.轮胎各部位对配方的性能要求轮胎各部位对配方的性能要求普通：使用NR/SBR/BR耐磨：增加BR的用量雪地：使用NB/BR/白炭黑,降低Tg 提高雪地抓着力高性能：SBR恶路面：使用全NR提高耐撕裂性炭黑：使用N100、N200或N300系列19胎侧胎侧3.轮胎各部位对配方的性能要求轮胎各部位对配方的性能要求胎侧是外胎侧壁的复盖胶，保护胎体帘线不受机械损伤和防潮。对于子午胎，因胎体帘线呈90度排列，乘坐舒适，但也带来胎侧部位曲挠变形大，易产生胎侧龟裂的毛病。因此要求耐曲挠、耐候耐臭氧、耐热老化且未硫化胶自粘性好以防成型接头开裂。20胎侧胎侧3.轮胎各部位对配方的性能要求轮胎各部位对配方的性能要求 胶型：以NR/BR并用 炭黑：N220、N330（提高侧向刚度）N550、N660（减少内应力）防老：喹啉、对苯二胺类和微晶蜡并用 硫化：次磺酰胺类促进剂+防焦剂21带束胶及带束边胶3.轮胎各部位对配方的性能要求轮胎各部位对配方的性能要求带束层是承受应力的主要部件。除要求胶料的定伸高、耐疲劳、耐老化、耐剪切、弹性高、生热低外，还要求橡胶与金属粘合力高且老化后保持率高，尤其是动态粘合力。22带束胶及带束边胶3.轮胎各部位对配方的性能要求轮胎各部位对配方的性能要求胶型的选择：极性橡胶与钢丝粘合力高，天然胶不及极性橡胶。但是它有较高的强力和耐撕裂性能好弹性高，特别是自粘性好，成型操作方便，因而通常使用全天然胶。23带束胶及带束边胶3.轮胎各部位对配方的性能要求轮胎各部位对配方的性能要求 粘合：间甲、钴盐、白炭黑。间甲对胶料和帘线表面镀层的 铜锌比适应性强，主要提高胶 料的撕裂性能。耐湿热老化24带束胶及带束边胶3.轮胎各部位对配方的性能要求轮胎各部位对配方的性能要求粘合：钴盐促进钢丝与橡胶的粘合，避免动态状态下的早期脱开。抑 制盐和水的破坏。对热敏感，过 硫后返原严重，不能多用25带束胶及带束边胶3.轮胎各部位对配方的性能要求轮胎各部位对配方的性能要求粘合：白炭黑提供活性硅醇表面，间接参加反应。白炭黑显酸性，迟延硫化，有利粘合，并具有吸 湿性，有效防止水的湿效应26带束胶及带束边胶3.轮胎各部位对配方的性能要求轮胎各部位对配方的性能要求 补强体系：选用表面活性基团多的，生 热低的炭黑，常用N300系 防老剂：可选用喹啉和对苯二胺类防老剂 活性剂：氧化锌和硬脂酸必不可少。天 然胶含硬脂酸故不必另加，多 了影响粘合。氧化锌直接参与 粘合反应，一般加10份左右27胎肩垫胶3.轮胎各部位对配方的性能要求轮胎各部位对配方的性能要求作用：（1 1）使带束层的弧度与胎面基本保持平衡，使带束层的弧度与胎面基本保持平衡，减少带束的弯曲变形减少带束的弯曲变形 （2 2）转移并吸收动态下集中于带束层端部应转移并吸收动态下集中于带束层端部应 力，并传递至胎体的其它部分，以保持力，并传递至胎体的其它部分，以保持 带束层端部不致于受到冲击而产生早期带束层端部不致于受到冲击而产生早期 脱层；脱层；（3 3）刚性大的带束层平稳过渡到刚性低的胎刚性大的带束层平稳过渡到刚性低的胎 侧，必须在带束端部下方放置柔软、低侧，必须在带束端部下方放置柔软、低 定伸、低生热、高弹性的胶料定伸、低生热、高弹性的胶料配合：（1 1）可选用全天然，或配以少量可选用全天然，或配以少量BRBR或或SBRSBR （2 2）补强剂可选用补强剂可选用N330N330、N550N550或或N660N66028胎体胶3.子午胎各部位对配方的性能要求子午胎各部位对配方的性能要求由于子午胎的胎体帘线呈90度排列，帘线间靠胶料联系。因此要求帘布胶具有较高的定伸，良好的耐曲挠性能，生热低，耐热老化，永久变形小，粘合力高。未硫化胶有足够的强度和自粘性 配合：类似于带束胶料。29三角胶3.子午胎各部位对配方的性能要求子午胎各部位对配方的性能要求子午胎胎侧薄，胎体软，侧向刚性差，以致应子午胎胎侧薄，胎体软，侧向刚性差，以致应变集中于胎圈部位，因此要求三角胶硬度高、变集中于胎圈部位，因此要求三角胶硬度高、刚性大而不脆有一定的耐曲挠性能。刚性大而不脆有一定的耐曲挠性能。配合：以天然胶为主，或并用少量的配合：以天然胶为主，或并用少量的BRBR或或 SBRSBR。采用高炭黑增硬，同时根据需采用高炭黑增硬，同时根据需 要选用高苯乙烯、酚醛树脂增硬剂。要选用高苯乙烯、酚醛树脂增硬剂。TBRTBR一般采用复合三角胶一般采用复合三角胶30子口护胶3.子午胎各部位对配方的性能要求子午胎各部位对配方的性能要求 要求：硬而不脆，且耐磨。要求：硬而不脆，且耐磨。配合：以顺丁胶为主，并用少量的以顺丁胶为主，并用少量的NRNR。硬硬 度度8080度左右，填充高配合量的耐磨的度左右，填充高配合量的耐磨的 炭黑。炭黑。31钢丝夹胶3.子午胎各部位对配方的性能要求子午胎各部位对配方的性能要求 要求：与钢丝粘合力高要求：与钢丝粘合力高 配合：硬度配合：硬度9090度左右，高硫黄量并配以适当度左右，高硫黄量并配以适当 的粘合增进剂。的粘合增进剂。32气密层胶3.子午胎各部位对配方的性能要求子午胎各部位对配方的性能要求 要求：气密性好，耐热老化要求：气密性好，耐热老化(硫化温度高硫化温度高)，生胶强度比较高以免成型劈缝生胶强度比较高以免成型劈缝 配合：以卤化丁基胶为主配合：以卤化丁基胶为主。可并用少量可并用少量NRNR 或或SBRSBR以降低成本，以以降低成本，以N660N660或其它或其它 填料填充填料填充334.配方的性能测试配方的性能测试一个配方设计是否合理，胶料的工艺性能、硫化胶的物理性能以及成本是否达到要求，都必须通过试验室的测试数据作出鉴定、判断344.配方的性能测试配方的性能测试聚合物的结构和它们对配方或加工细微变化的敏感性，会导致各批胶料的性能出现变化，给研究人员或加工者带来困难。也就是说，用传统试验研究方法只能作出初步的判断，因此有必要充分利用先进的仪器和测试手段，寻求结构与性能之间的关系。“三方块”设计方案的提出354.配方的性能测试配方的性能测试“三方块”设计方案364.配方的性能测试配方的性能测试第二方块的意义第二方块的测试可表征胶料的微观结构、形态等一系列重要参数。它们与胶料的工艺性能、硫化胶的力学性能等均有密切的相关性和因果关系，可为配方设计提供较为准确的理论依据。374.配方的性能测试配方的性能测试第二方块的意义例如：例如：1.1.通过电子显微镜可以研究胶料中炭黑和各种填料的分散状态，以及聚合物并用或共混体系中分散相的大小、组成及界面的形态结构等；2.2.通过红外光谱、紫外光谱等色谱分析可以鉴定聚合物的成分、主链结构、结晶度、序列分布等；3.通过热分析可以测定聚合物的玻璃化温度（Tg），判断共混物的相容性；4.用粘弹谱仪可以分析硫化胶的动态粘弹性等动态力学性能等。384.配方的性能测试配方的性能测试第三方块的意义第三方块中所列的各项性能，都是橡胶加工中常用的鉴定项目，即常规测试项目，包括硫化胶基本的物理一机械性能、胶料的工艺性能和使用性能。每项指标都有其特定的物理意义和标准的测试方法。394.配方的性能测试配方的性能测试未硫化胶的检测可塑性h0h1h2可塑性P=(h0-h2)/(h0+h1)D=16mm,h0=10mm压力5kgf,70，3min恢复3min404.配方的性能测试配方的性能测试未硫化胶的检测414.配方的性能测试配方的性能测试未硫化胶的检测硫化特性424.配方的性能测试配方的性能测试硫化胶的检测硫化橡胶拉伸性能测试A.拉伸强度 试样拉伸至断裂时的最大拉伸应力434.配方的性能测试配方的性能测试B.定伸应力 拉伸试样时，试样工作部分（标距）拉 伸至给定伸长时的拉伸应力。一般测定伸长为100%、200%、300%、500%时的定伸应力。其计算公式和单位 与拉伸强度相同。444.配方的性能测试配方的性能测试C.扯断伸长率 试样扯断时伸长部分与原长之比的百分 数。454.配方的性能测试配方的性能测试D.扯断永久变形 试样拉伸至断裂后，标距伸长变形不可 恢复的长度与原长之比的百分数。464.配方的性能测试配方的性能测试撕裂强度撕裂强度是试样被撕裂时单位厚度所承受的负荷474.配方的性能测试配方的性能测试硬度橡胶硬度试验是测定橡胶试样在外力作用下，抵抗外力压入的能力磨耗磨耗是橡胶表面在各种复杂因素的综合作用下，受摩擦力的作用而发生微观破损和宏观脱落的现象484.配方的性能测试配方的性能测试疲劳疲劳试验就是在实验室模拟橡胶制品在使用过程中的主要使用条件，从而定量的测出该制品的耐疲劳性能。疲劳试验结果常以疲劳寿命表征494.配方的性能测试配方的性能测试硫化橡胶老化性能测试自然老化试验热空气老化试验吸氧老化试验臭氧老化试验人工天候老化试验湿热老化试验光臭氧老化试验蒸汽老化试验盐水老化试验504.配方的性能测试配方的性能测试硫化橡胶低温性能测试脆性温度试验玻璃化温度的测试514.配方的性能测试配方的性能测试硫化橡胶粘弹性能试验静态粘弹性能试验A.冲击弹性（回弹性）B.蠕变C.应力松弛试验524.配方的性能测试配方的性能测试硫化橡胶粘弹性能试验动态粘弹性能试验534.配方的性能测试配方的性能测试其它试验橡胶与帘线、钢丝的粘接性能试验橡胶的透气性能试验硫化橡胶电性能试验硫化橡胶热性能试验545.配方用原材料概述配方用原材料概述橡胶体系（polymer）补强填充剂(filler)硫化剂(vulcanizing agent)促进剂(accelerator)活性剂(activator)防老剂(antioxidant)粘合剂(adhesive)加工助剂(additive)55橡胶体系（polymer）天然胶（NR）合成胶：丁苯胶(SBR)顺丁胶(BR)卤化丁基胶(CIIR,BIIR)三元乙丙胶(EPDM)等56橡胶体系（polymer）天然胶的分类57橡胶体系（polymer）通用天然胶的分级烟片胶(RSS):按外观分级 NO.1X RSS、NO.1 RSS至 NO.5 RSS58橡胶体系（polymer）通用天然胶的分级标准胶:按理化指标分级SMR5、SMR10、SMR20、SMR5059橡胶体系（polymer）原科和产品的关系60橡胶体系（polymer）烟片胶与标准胶对比烟片胶标准胶门尼粘度高低硫化速度快慢拉伸强度大小定伸应力高低老化性能好差61橡胶体系（polymer）天然胶的性能1.Tg=-72，Tf=130140 2.结晶橡胶，自补强性大，生胶 强力高，自粘性好3.弹性好4.耐撕裂5.不耐老化62橡胶体系（polymer）丁苯胶(styrene butadiene rubber)分类与命名分类与命名63橡胶体系（polymer）丁苯胶的结构SBR1500SBR1502SBR1712SBR1721结合苯乙烯23.5%23.5%23.5%40%油37.5份37.5份Tg-55-55-55-35 64橡胶体系（polymer）丁苯胶的性能1.1.丁苯橡胶纯胶强度低，需加入高活性补强剂后方可使用丁苯橡胶纯胶强度低，需加入高活性补强剂后方可使用2.2.反式结构多，侧基上带有苯环，因而滞后损失大，生热高，弹反式结构多，侧基上带有苯环，因而滞后损失大，生热高，弹 性低，耐寒性也稍差。但充油后能降低生热性低，耐寒性也稍差。但充油后能降低生热3.3.收缩大，生胶强度低，粘着性差收缩大，生胶强度低，粘着性差4.4.硫化速度慢硫化速度慢5.5.耐屈挠龟裂性比天然橡胶好，但裂纹扩展速度快，热撕裂性能差耐屈挠龟裂性比天然橡胶好，但裂纹扩展速度快，热撕裂性能差1.1.硫化曲线平坦，胶料不易焦烧和过硫硫化曲线平坦，胶料不易焦烧和过硫2.2.耐磨性、耐热性、耐油性和耐老化性等均比天然胶好。耐磨性、耐热性、耐油性和耐老化性等均比天然胶好。3.3.加工中分子量降到一定程度后不再降低，因而不易过炼，可塑度加工中分子量降到一定程度后不再降低，因而不易过炼，可塑度 均匀。硫化胶硬度变化小。均匀。硫化胶硬度变化小。4.4.可以与可以与NRNR或或BRBR并用，经配合调整可以克服丁苯橡胶的缺点。并用，经配合调整可以克服丁苯橡胶的缺点。缺缺点点优优点点65橡胶体系（polymer）丁二烯橡胶（polybutadiene rubber）分类溶聚丁二烯橡胶溶聚丁二烯橡胶乳聚丁二烯橡胶乳聚丁二烯橡胶丁钠橡胶丁钠橡胶(本体聚合本体聚合)高顺式高顺式BRBR：Ti 90Ti 9094%cis94%cis Co or Ni 96 Co or Ni 9698%cis 98%cis Nd Nd 98%cis98%cis低顺式低顺式BRBR：Li 35Li 3540%cis40%cis反式反式-1,4-1,4-BRBR（硬而没有弹性）硬而没有弹性）1,2-1,2-结构结构10%10%；1,2-1,2-结构含量多。结构含量多。66橡胶体系（polymer）结构C=CHHCH2CH2nC=CHHCH2CH2nCH2-CHCHCH2顺式BR反式BR1,2-结构67橡胶体系（polymer）高顺式BR的性能优点1.1.高弹性，滞后损失和生热小高弹性，滞后损失和生热小2.2.玻璃化温度低，低温性能好玻璃化温度低，低温性能好3.3.耐磨、耐屈挠性能优异耐磨、耐屈挠性能优异4.4.填充性好，有较强的炭黑润湿能力填充性好，有较强的炭黑润湿能力5.5.耐热老化性能好于天然胶但不及丁苯胶耐热老化性能好于天然胶但不及丁苯胶缺点1.1.拉伸强度与撕裂强度较低，不可单独使用拉伸强度与撕裂强度较低，不可单独使用2.2.抗湿滑性差，应用于胎面，后期易崩花掉块抗湿滑性差，应用于胎面，后期易崩花掉块3.3.粘性差，不易结晶，包辊性差粘性差，不易结晶，包辊性差4.4.抗静态臭氧性能差于天然胶和丁苯胶抗静态臭氧性能差于天然胶和丁苯胶 5.5.易冷流易冷流68橡胶体系（polymer）低顺式BR的性能优点：抗湿滑性能提高缺点：耐磨性、弹性、耐寒性、拉伸强度 加工性能均变差研究发现，聚合体中含有3555%的乙烯基结构（1,2-结构）时，具有较好的综合平衡性能。69橡胶体系（polymer）卤化丁基胶(halogenated isobutene-isoprene rubber)成分：异丁烯与异戊二烯共聚物(丁基橡胶)的卤化物(Cl含量1.26%or Br含量2%)卤化的目的：使丁基胶与通用胶可以共硫化性能：气密性好、耐热耐臭氧、耐曲挠和极 性油、高阻尼、共硫化70橡胶体系（polymer）三元乙丙胶(ethylene-propylene terpolymer)结构：乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃的共聚物结构：乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃的共聚物性能：耐热、耐臭氧、耐极性油、弹性好、比重性能：耐热、耐臭氧、耐极性油、弹性好、比重 最低：最低：0.860.860.870.87，但粘性和气密性差。，但粘性和气密性差。71补强填充剂(filler)炭黑分类：炉法、接触法、热解法命名：ASTM法 N 3 3 0随机数随机数 粒径分组号粒径分组号 硫化速度，硫化速度，N N表示正常硫化速度，表示正常硫化速度，S S表示慢速表示慢速 72补强填充剂(filler)炭黑的粒径分组73补强填充剂(filler)炭黑的结构炭黑粒子炭黑粒子炭黑的一次结构炭黑的一次结构74补强填充剂(filler)炭黑的性能提高结构减小粒径分散门尼粘度口型膨胀无影响M300无影响弹性无影响硬度耐磨性抗撕裂性75补强填充剂(filler)白炭黑与硅烷偶联剂白炭黑的分类：气相法、沉淀法白炭黑的命名：按比表面积和形态，如罗地亚的如罗地亚的Z165GrZ165Gr、Z1165MPZ1165MP76补强填充剂(filler)白炭黑的结构77补强填充剂(filler)白炭黑的性能优点1.1.补强性能仅次于炭黑补强性能仅次于炭黑2.2.可以提高胶料的撕裂强度可以提高胶料的撕裂强度3.3.生热低、滚动阻力小、抗湿滑性好生热低、滚动阻力小、抗湿滑性好4.4.可以提高钢丝胶料的粘合力可以提高钢丝胶料的粘合力缺点1.1.极性极性,不易分散不易分散,需配合硅烷偶联剂需配合硅烷偶联剂2.2.耐磨性不及炭黑耐磨性不及炭黑3.3.表面呈酸性且吸附促进剂表面呈酸性且吸附促进剂,硫化速度慢硫化速度慢4.4.导电性差导电性差,全白炭黑时易产生静电全白炭黑时易产生静电5.5.门尼粘度高门尼粘度高78补强填充剂(filler)高苯乙烯树脂性能：提高硬度、增强撕裂及 屈挠性能，但伸长率下降79补强填充剂(filler)酚醛补强树脂性能：与六亚甲基四胺(HMT)交联为网状结构，与硫化 胶网状结构重迭而起补强 增硬作用80硫化体系(vulcanization)硫化体系的分类1.1.普通硫化体系普通硫化体系(conventional vulcanization)conventional vulcanization)指二烯类橡胶的通常硫黄用量范围的硫化指二烯类橡胶的通常硫黄用量范围的硫化系统，可制得软质高弹性硫化胶。硫化胶系统，可制得软质高弹性硫化胶。硫化胶网络大多含有多硫键，具有高度的主链改网络大多含有多硫键，具有高度的主链改性。性。硫黄硫化体系81硫化体系(vulcanization)2.有效硫化体系（EV）A.提高促进剂用量、降低硫黄用量 B.采用硫黄给予体的配合以上两种硫化体系的硫化胶网络中，单硫交联键和双硫交联键占绝对优势，具有极少主链改性，这种硫化体系称为EV硫化体系。82硫化体系(vulcanization)3.半有效硫化体系EVEV硫化体系的硫化胶具有较高的抗热氧硫化体系的硫化胶具有较高的抗热氧老化性能，但起始动态性能差。为了克服老化性能，但起始动态性能差。为了克服这一缺点，发展了一种促进剂和硫黄介于这一缺点，发展了一种促进剂和硫黄介于CVCV和和EVEV体系之间的硫化体系，所得到的体系之间的硫化体系，所得到的硫化胶结构既具有适量的多硫交联键，又硫化胶结构既具有适量的多硫交联键，又含有相当数量的单硫和双硫交联键，使它含有相当数量的单硫和双硫交联键，使它既有较好的动态性能，又具有中等程度的既有较好的动态性能，又具有中等程度的耐热氧老化性能。这样的体系称为半有效耐热氧老化性能。这样的体系称为半有效硫化体系，即硫化体系，即Semi EVSemi EV。83硫化体系(vulcanization)4.平衡硫化体系（EC）虽然有效硫化体系能克服普通硫化体系的虽然有效硫化体系能克服普通硫化体系的某些缺点，但无法消除硫化胶的硫化返原某些缺点，但无法消除硫化胶的硫化返原性。向硫化体系中加入抗硫化返原剂使硫性。向硫化体系中加入抗硫化返原剂使硫化胶的交联密度处于动态常量状态，把硫化胶的交联密度处于动态常量状态，把硫化返原降到最低程度或消除了返原现象。化返原降到最低程度或消除了返原现象。这种硫化体系称为平衡硫化体系。这种硫化体系称为平衡硫化体系。ECGECG与与CVCV不同之处是在较长硫化周期内，交不同之处是在较长硫化周期内，交联密度是恒定的，因而具有优良的耐热老联密度是恒定的，因而具有优良的耐热老化和耐疲劳性能。化和耐疲劳性能。84硫化体系(vulcanization)5.几种硫化体系的对比85硫化体系(vulcanization)非硫黄硫化体系1.1.过氧化物硫化过氧化物硫化2.2.金属氧化物硫化金属氧化物硫化3.3.酚醛树脂、醌类衍生物和马来酰亚胺硫化酚醛树脂、醌类衍生物和马来酰亚胺硫化4.4.通过链增长反应的交联通过链增长反应的交联5.5.辐射硫化辐射硫化86硫化体系(vulcanization)硫化网络结构与性能1.1.交联密度与性能交联密度与性能87硫化体系(vulcanization)硫化网络结构与性能2.2.交联结构与硫化胶物性交联结构与硫化胶物性88硫化体系(vulcanization)硫化网络结构与性能3.3.双硫和多硫键对硫化胶物性的影响双硫和多硫键对硫化胶物性的影响89硫化体系(vulcanization)促进剂次磺酰胺类：CZ、NS、NOBS、DZ噻唑类：M、DM秋兰姆类：TMTD胍类：DPG胺类：HMT90硫化体系(vulcanization)促进剂毒性：含吗啉基NOBS、DTDM 含仲胺基的促进剂（DZ无毒）秋兰姆类促进剂使用NS代替NOBS使用二硫化烷基苯酚代替DTDM91硫化体系(vulcanization)硫化剂普通硫黄：易分散、易喷霜不溶性硫黄：不易分散、不易喷霜，HDOT20%较好，遇碱或高温易反原92硫化体系(vulcanization)硫化剂硫黄给予体：二硫化烷基苯酚(Vultac)秋兰姆(TMTD)、吗啡啉(DMDT)，单硫键含量多，耐热耐老化树脂硫化剂：辛基苯酚甲醛树脂，用于丁基胶硫化93硫化体系(vulcanization)氧化锌：在卤化丁基胶中也作硫化剂硬脂酸：也有软化剂的作用活性剂94防老剂(antioxidant)对苯二胺类防老剂防老剂40204020和和40104010NANA：抗臭氧、抗机械疲劳抗臭氧、抗机械疲劳防老剂防老剂H H和和DTPDDTPD：长效的抗臭氧、抗机械疲劳长效的抗臭氧、抗机械疲劳酮胺类防老剂RD：耐热老化防老剂BLE：耐热老化95防老剂(antioxidant)物理防老剂防护蜡正构与异构烷烃的混合物C20-C40（适当增加C40以上成分）在轮胎表面成膜隔绝橡胶与臭氧的接触96粘合剂组成间：间苯二酚（间苯二酚、B-20S）甲：次甲基给予体（RA）钴：新癸酸钴白：白炭黑97粘合剂（续）粘合体系钴间-甲-钴间-甲-钴-白作用增强钢丝与胶料的粘合力98加工助剂(additive)加工助剂的特性降低聚合物的弹性复原性，增加胶料的可塑性、自粘性和互粘性有助于胶料的流动(及胶相间的均匀分布)和配合剂的分散降低能量消耗、不影响最终物理机械性能、用量低99加工助剂（续）加工助剂的分类石油系油类增塑剂(芳烃油、环烷烃油、石蜡油）化学塑解剂（SJ-103）均匀剂（40MS）物理增塑剂（增塑剂A）分散剂（FS-97）100加工助剂（续）加工助剂的分类（续）增粘剂（C5、烷基酚醛树脂、KORESIN等）其它助剂：抗硫化还原剂、脱模剂、内喷涂、外喷涂、隔离剂等）防焦剂CTP：对合成胶和天然胶用次磺酰胺或噻唑类促进剂的体系更有效101骨架材料骨架材料的分类钢丝人造丝（天然纤维经化学处理）尼龙（聚己二酰己二胺，聚己内酰胺）聚酯（聚对苯二甲酸乙二酯PET、聚萘 二甲酯乙二酯PEN，易胺解）芳纶（聚对苯二甲酰对苯二胺）102骨架材料骨架材料的基本性能103骨架材料钢丝（钢帘线与胎圈钢丝）钢帘线的结构与性能 1.1.普通型钢丝帘线普通型钢丝帘线 丝股间为点接触且接触丝股间为点接触且接触较紧密较紧密,胶料渗透性差胶料渗透性差,仅包仅包敷在帘线表面敷在帘线表面,内部含在空气。内部含在空气。在轮胎行驶时，应力集中于丝股间的点接触处，在轮胎行驶时，应力集中于丝股间的点接触处，产生直接摩擦，导致耐疲劳性能下降，引起早产生直接摩擦，导致耐疲劳性能下降，引起早期断裂，降低轮胎使用寿命。期断裂，降低轮胎使用寿命。104骨架材料钢丝（钢帘线与胎圈钢丝）钢帘线的结构与性能 2.2.规则型钢丝帘线规则型钢丝帘线 呈线接触规则排列，其呈线接触规则排列，其断裂强度与疲劳性能比较普断裂强度与疲劳性能比较普通型结构有所提高，但胶料通型结构有所提高，但胶料的渗透性比普通型结构钢丝稍差。该型钢丝主的渗透性比普通型结构钢丝稍差。该型钢丝主要用于带束层和胎体。要用于带束层和胎体。105骨架材料钢丝（钢帘线与胎圈钢丝）钢帘线的结构与性能 3.3.密集型钢丝帘线密集型钢丝帘线 多根单丝不分股呈线接触紧密排列，一多根单丝不分股呈线接触紧密排列，一次加捻并加外缠丝。其特点是断裂强力和耐次加捻并加外缠丝。其特点是断裂强力和耐疲劳性能比规则型钢丝更好。其缺点是由于疲劳性能比规则型钢丝更好。其缺点是由于钢丝排列紧密影响胶料的渗透，另外刚性大钢丝排列紧密影响胶料的渗透，另外刚性大对子午胎成型带来一些困难对子午胎成型带来一些困难。106骨架材料钢丝（钢帘线与胎圈钢丝）钢帘线的结构与性能 4.4.开放型钢丝帘线开放型钢丝帘线 一般是较少单丝根数，较一般是较少单丝根数，较大的捻距一次加捻成型，其单大的捻距一次加捻成型，其单丝之间空隙大呈蓬松状结构。丝之间空隙大呈蓬松状结构。其特点为胶料的渗透性好，可提高与橡胶的粘合性能，其特点为胶料的渗透性好，可提高与橡胶的粘合性能，减少钢丝的锈蚀，而且可以避免单丝间的直接磨蚀，减少钢丝的锈蚀，而且可以避免单丝间的直接磨蚀，还有较好的形变性能，其不足之处是因蓬松状态使之还有较好的形变性能，其不足之处是因蓬松状态使之应力分散导致强度较低应力分散导致强度较低。107骨架材料钢丝（钢帘线与胎圈钢丝）钢帘线的结构与性能 5.5.高伸长型钢丝帘线高伸长型钢丝帘线 一般由多根单丝以小捻距大捻角加捻成的单元股，一般由多根单丝以小捻距大捻角加捻成的单元股，又以相同的捻向小捻距大捻角合成多股结构钢丝帘线。又以相同的捻向小捻距大捻角合成多股结构钢丝帘线。其特点是钢丝的伸长率大，而且胶料充分渗入，可减其特点是钢丝的伸长率大，而且胶料充分渗入，可减缓丝股间磨损。因变形大，具有较好的缓冲性能，因缓丝股间磨损。因变形大，具有较好的缓冲性能，因而运用于而运用于TBRTBR的冠带层。其不足之处是由于捻距小且的冠带层。其不足之处是由于捻距小且是两次加捻，强力损失较大，因而钢丝帘线的强力较是两次加捻，强力损失较大，因而钢丝帘线的强力较低。低。108骨架材料钢丝（钢帘线与胎圈钢丝）钢帘线的结构与性能 6.6.高强度型钢丝帘线高强度型钢丝帘线 使用优质高碳钢材生产。常规钢帘线碳含量为使用优质高碳钢材生产。常规钢帘线碳含量为0.68-0.73%0.68-0.73%，而高强度钢帘线碳含量为，而高强度钢帘线碳含量为0.80-0.85%0.80-0.85%。其特点为强度高而韧性稍低。主要用于带束层。其特点为强度高而韧性稍低。主要用于带束层。7.7.钢丝帘线的表面处理钢丝帘线的表面处理 钢帘线的表面处理是在钢丝生产过程中进行，钢钢帘线的表面处理是在钢丝生产过程中进行，钢丝拉拨后用连续电解法进行电镀铜和锌，铜锌的比例丝拉拨后用连续电解法进行电镀铜和锌，铜锌的比例为为60-70:30-4060-70:30-40。109骨架材料钢丝（钢帘线与胎圈钢丝）钢帘线的表示方法110骨架材料钢丝（钢帘线与胎圈钢丝）胎圈钢丝的规格与性能轮胎用胎圈钢丝要求较高的拉伸强度，比较小的扯断轮胎用胎圈钢丝要求较高的拉伸强度，比较小的扯断伸长率伸长率,最好的平直度，抗弯曲性能要好，并且具有良最好的平直度，抗弯曲性能要好，并且具有良好的粘合性能，一般根据轮胎的不同规格和类型，选好的粘合性能，一般根据轮胎的不同规格和类型，选用不同直径的胎圈钢丝。胎圈钢丝一般镀青铜，优点用不同直径的胎圈钢丝。胎圈钢丝一般镀青铜，优点是耐磨且耐腐蚀。是耐磨且耐腐蚀。111骨架材料112骨架材料纤维帘线的表示方法1.细度的表示方法单位长度单位长度(1000(1000米米)的纤维的纤维或纺线所具有的重量或纺线所具有的重量(以克以克计计)称称“特特”；若重量以分；若重量以分克计克计(1(11010g)g)，则称则称“分特分特”单位长度单位长度(9000(9000米米)的纤维的纤维或纺线所具有的重量或纺线所具有的重量(以克以克计计)称称“旦旦”113骨架材料纤维帘线的表示方法1500D/2股数股数 细度细度 2.表示举例