【正文】 40 51 3 35RE 3840 35 6 輪胎和橡膠制品 50RE 3840 50 6 低順膠在輪胎子口膠中的應(yīng)用 ?在輪胎行駛過(guò)程中，子口部位由于與輪輞接觸需要優(yōu)異的耐磨性能和較高硬度，子口填充膠中還需要具有較低的滯后損失和較低的壓縮永久變形，低順式聚丁二烯橡膠和星型結(jié)構(gòu)的聚丁二烯橡膠比普通順丁橡膠更容易滿足這樣的性能要求。低順膠或星形膠結(jié)合炭黑量可高達(dá) 70%以上，工藝性能仍然較好，不影響擠出工藝，并且膠料具有低的滯后損失和低的壓縮永久變形以及良好的耐磨性。因此低順膠或星形膠在子口膠和填充膠中可以得到廣泛的應(yīng)用 。 使用低順式聚丁二烯橡膠的優(yōu)勢(shì) ?① 不需要使用補(bǔ)強(qiáng)樹(shù)脂即可達(dá)到較低的壓縮永久變形； ?② 在低順式 BR中即使使用較高的碳黑填充量，仍可具有較低的滯后損失和良好的加工性能； ?③ 不用補(bǔ)強(qiáng)樹(shù)脂仍具有低的滯后損失； ?④ 即使使用高并用比的低順式聚丁二烯，仍具有優(yōu)異的加工性能 低順膠在輪胎胎面膠中的應(yīng)用 ?采用 NR/SBR/LCBR三膠并用，有利于提高胎面膠的耐磨性和耐疲勞性，而且炭黑填充量大，混煉膠的加工性能好，況且目前天然膠的價(jià)格遠(yuǎn)高于合成橡膠的價(jià)格，使用合成橡膠也有助于降低生產(chǎn)成本。 低順式聚丁二烯橡膠與普通鎳系順丁橡膠的性能比較 ? 050100150200250耐磨性 硬度 1 0 0 % 定伸 拉伸強(qiáng)度 擠出速度 壓縮生熱普通順丁低順式順丁LCBR 應(yīng)用拓展 ?用于輪胎和橡膠制品中的低順膠，具有優(yōu)異的高填充性，目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用領(lǐng)域主要為全鋼載重子午線輪胎的胎面較和耐磨膠條（子口膠）中，目前北橡院又開(kāi)發(fā)了其在安全跑氣保用輪胎的支撐膠和要求碳黑填充量較高的輪胎部件中使用，因此可以拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。 中乙烯基和高乙烯基聚丁二烯橡膠 ?目前仍處于研究開(kāi)發(fā)階段 ,沒(méi)有大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用 ?性能介于順丁和丁苯之間 ,還具有某些特點(diǎn) . 丁基橡膠 ? 丁基橡膠是以異丁烯與少量異戊二烯采用離子型聚合法生產(chǎn)的一種線型無(wú)凝膠的共聚物 (即無(wú)支鏈，未硫化膠無(wú)交聯(lián) )。丁基橡膠由于其本身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，透氣性是烴類橡膠中最低的，丁基橡膠的化學(xué)不飽和度低，加上聚異丁烯鏈的不活潑性，使得丁基橡膠的耐熱、耐臭氧老化性、耐氧化性能遠(yuǎn)優(yōu)于其他的通用橡膠，另外，丁基橡膠有較好的耐酸、堿和耐極性溶劑，電絕緣性能比一般的合成膠好，吸水性極低。 由于丁基橡膠的以上特性，在輪胎中，丁基橡膠廣泛用于各種規(guī)格的輪胎內(nèi)胎，硫化膠囊和水胎；在橡膠制品中，丁基橡膠的應(yīng)用也很廣泛。 但是，由于丁基橡膠的不飽和度低，其硫化速度慢，需要在高溫或長(zhǎng)時(shí)間硫化，而且自粘性和互粘性差，與高不飽和度橡膠的相容性差。因此人們致力于普通丁基橡膠的改性，陸續(xù)開(kāi)發(fā)出了溴化丁基橡膠（ BIIR）和氯化丁基橡膠（ CIIR）很好地解決了丁基橡膠使用中存在的問(wèn)題，從而擴(kuò)大了丁基橡膠的應(yīng)用范圍 丁基橡膠 普通丁基橡膠 ? 普通丁基橡膠具有透氣率低、氣密性好等特點(diǎn)，是輪胎內(nèi)胎的理想膠種 ,在輪胎行業(yè)中主要用于丁基內(nèi)胎、丁基膠囊和水胎。 ? 丁基橡膠的不飽和度對(duì)混煉膠的硫化速度及硫化膠的物理機(jī)械性能有較大的影響，門(mén)尼粘度是影響加工性能的重要指標(biāo)，主要與分子結(jié)構(gòu)及分子量分布有關(guān)。 丁基橡膠主要牌號(hào)和技術(shù)指標(biāo) IIR牌號(hào) 不飽和度，% 門(mén)尼粘度 生產(chǎn)者 ML1+8 (100?C) ML1+8 (125?C) ML1+12 (125?C) 1751 50 燕山石化 268* 4656 JSR*、 EXXON 269 5262 065* 4149 165 4149 365* 4351 301 4655 POLYSAR 402 4252 100 4149 內(nèi)胎使用丁基橡膠 ,一般宜選擇中不飽和度及門(mén)尼粘度高（分子量大）的丁基橡膠，以滿足內(nèi)胎的氣透性小、耐熱和機(jī)械強(qiáng)度的要求。丁基橡膠可填充炭黑量較大，內(nèi)胎配方中一般多采用比表面積較小的粗粒子炭黑，如通用爐黑，或快壓出爐黑與半補(bǔ)強(qiáng)爐黑并用，以提高混煉及擠出效果。不宜使用無(wú)機(jī)填料。加工油最好使用石蠟油，可提高膠料的低溫性能和壓出性能。氧化鋅、硬脂酸為活化劑。增粘樹(shù)脂可以穩(wěn)定接頭質(zhì)量。硫化體系宜選用高溫快速硫化的配合劑，最好是在 160℃ 下于 10min中內(nèi)達(dá)到正硫化，一般可采用硫黃 /促進(jìn)劑 TMTD/促進(jìn)劑 M或 DM體系。 內(nèi)胎用丁基橡膠 鹵化丁基橡膠 ?鹵化丁基橡膠是丁基橡膠在脂肪烴溶劑中進(jìn)行氯化或溴化反應(yīng)的改性產(chǎn)品，不僅保持了丁基橡膠原有的優(yōu)良性能，還改進(jìn)了普通丁基橡膠的一些性能，如提高了硫化速度、耐熱性提高、增加了與其他橡膠的相容性等，特別適合制作無(wú)內(nèi)胎輪胎的內(nèi)襯氣密層。世界鹵化丁基橡膠所占比例日益上升，已占丁基橡膠總量的 60%以上。 鹵化丁基橡膠的主要牌號(hào)及技術(shù)指標(biāo) 牌號(hào) 鹵含量 wt% 門(mén)尼粘度 生產(chǎn)者 ML1+8 (100?C) ML1+8 (125?C) 1066 3343 JSR 1068 4555 2244 4145 2255 4145 1066 3343 EXXON 1068 4555 2211 2737 2222 2737 2233 3242 2244 4145 2255 4145 1240 3442 POLYSAR 1255 4654 X2 4149 IIR技術(shù)進(jìn)展 ?自 IIR問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)歷了從 IIR到鹵化 IIR、星型支化 IIR、異丁烯 — 對(duì)甲基苯乙烯共聚物及其鹵化物等發(fā)展歷程。目前，世界能生產(chǎn) IIR的有美國(guó)、加拿大、法國(guó)、比利時(shí)、英國(guó)、日本、前蘇聯(lián)和中國(guó)等 10個(gè)國(guó)家， IIR(含鹵化 IIR)生產(chǎn)裝置總數(shù)為 13套。 2022年世界 IIR(含鹵化IIR)總產(chǎn)能為 /ａ，其中 Exxon公司約占 60%， Bayer公司約占 30%。 星型支化 IIR ? IIR分子中聚異丁烯段惰性較高，而且具有粘彈性，從而使 IIR比較難以加工。由于纏結(jié)點(diǎn)之間的分子量高， IIR及其鹵化衍生物的生膠強(qiáng)度和耐蠕變性都很低，因此， IIR主要借助于對(duì)門(mén)尼粘度和 /或分子量的控制來(lái)獲得某些加工性能，而且常常要以犧牲其它性能為代價(jià)。例如，為提高生膠強(qiáng)度而提高分子量會(huì)導(dǎo)致松弛時(shí)間延長(zhǎng)，反之亦然。 1989年，?？松す咎岢隽艘环N新的 IIR聚合物概念，這種新概念聚合物稱之為“星型支化 IIR”。它改變了 IIR的分子結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)對(duì) IIR加工性能的獨(dú)特要求。具體方法是在聚合過(guò)程中加入支化劑，使聚合物具有范圍很寬的雙峰分子量分布，高分子量部分含有高度星型支化的分子，從而加寬了分子量分布，星型支化 IIR具有不同的平衡粘彈性 ,，從而改善了加工性能，同時(shí)還提高了生膠強(qiáng)度，加快了應(yīng)力松弛。這是由于大星型分子和分子量分布中占主體的低分子量線性部分之間形成了良好的網(wǎng)絡(luò)所致，星型支化 IIR使內(nèi)胎和氣密層的加工工藝獲得了重大改善。 溴化異丁烯 對(duì)甲基苯乙烯共聚物 (BIMS) ?開(kāi)發(fā)這種新型橡膠的目的是，用于取代輪胎胎側(cè)、胎面、胎體的橡膠材料和內(nèi)襯層中的某些膠料。此外，還可與于密封件、隔膜片、絕緣套管、防震固定件、耐高溫膠管、膠帶、粘合劑和醫(yī)療器材等非輪胎橡膠制品。 (BIMS)應(yīng)用 ? 用 ExxproTM橡膠做胎側(cè)膠料無(wú)需加入任何化學(xué)保護(hù)劑即可得到具有超強(qiáng)的抗臭氧化性，而且無(wú)論是在靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)應(yīng)用下都具有長(zhǎng)效的強(qiáng)力性能。 ExxproTM與通用橡膠有很好的共硫化作用（共硫化效果比鹵化丁基膠好），用于全天候型輪胎胎面提高了濕牽引性，降低了滾動(dòng)阻力，用于冬季輪胎胎面可以提高濕地和雪地抓地性能。 ExxproTM具有超強(qiáng)的耐熱性還可以用于硫化膠囊，實(shí)驗(yàn)室條件下已證明優(yōu)越的耐熱性，在許多輪胎公司進(jìn)行工廠試驗(yàn)，但由于加工困難，成功率很低，國(guó)外一些輪胎公司仍然在進(jìn)行這方面的研究。 氣密層配方設(shè)計(jì) ? 氣密層配方設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)最近研究方向 ? 補(bǔ)強(qiáng)填充劑 采用 N330補(bǔ)強(qiáng) 采用 N660補(bǔ)強(qiáng) ? 新型補(bǔ)強(qiáng)填充材料 N330并用金剛素（含片狀石墨） IIR專用料、氣密性增進(jìn)劑等 功能：增加氣密性、降低生產(chǎn)成本 ? 采用尼龍改性樹(shù)脂做氣密層，提高氣密性，降低生產(chǎn)成本，但加工工藝還存在問(wèn)題。 異戊二烯橡膠 ? 2022年世界生產(chǎn)能力為 t/a，占合成橡膠世界總生產(chǎn)能力的 %，位居世界合成橡膠總產(chǎn)量的第三位，國(guó)內(nèi)尚屬空白。IR結(jié)構(gòu)性能與天然橡膠（ NR）相似，是合成膠中性能最接近 NR的膠種，在各類橡膠制品中，可以大比例代替天然橡膠。俄羅斯在輪胎中，已經(jīng)把 IR用量提高到 70~100%。國(guó)內(nèi)對(duì)高反式 1， 4聚異戊二烯的研究較多，雖然它與普通天然橡膠或異戊橡膠具有完全相同的化學(xué)組成，但分子鏈中的雙鍵結(jié)構(gòu)相反，因此性能上差異很大。常溫下反式 1， 4聚異戊二烯是具有高硬度和高拉伸強(qiáng)度的結(jié)晶型聚合物，熔點(diǎn) 60℃ 左右。國(guó)內(nèi)曾進(jìn)行了在輪胎胎面膠的應(yīng)用試驗(yàn)，可以作為高速節(jié)能輪胎用原材料，但其不良的加工性能限制了其應(yīng)用推廣。 乙丙橡膠 ?乙丙橡膠依分子中單體組分的不同 ,可分為二元和三元乙丙橡膠兩種 ,前者為乙烯和丙烯兩組分的聚合物；后者是由乙烯、丙烯和少量第三單體生成的共聚物，為了區(qū)別，把乙烯和丙烯的共聚物叫二元乙丙橡膠，加入第三單體的叫三元乙丙橡膠。由于三元乙丙橡膠的產(chǎn)量遠(yuǎn)高于二元乙丙橡膠，應(yīng)用面也廣泛得多，通常所說(shuō)的乙丙橡膠一般系指三元乙丙橡膠。由于乙丙橡膠所用的原料是乙烯和丙烯，它們都是石油化學(xué)工業(yè)最基礎(chǔ)的產(chǎn)品，來(lái)源豐富，價(jià)廉易得，這就使乙丙橡膠成為最廉價(jià)的合成橡膠。 乙丙橡膠的應(yīng)用 ? 三元乙丙橡膠 EPDM是橡膠中比重最?。?）的品種，又有較好的耐磨性和防老化性能，能制造輪胎是最理想的，但由于膠料的粘接性及膠料與纖維（簾子布）的粘著性差，雖然近 20年來(lái)一些國(guó)家的廠家宣布制成了汽車(chē)輪胎，但還并不能大量生產(chǎn)。即使三元乙丙橡膠的自粘性和互粘性問(wèn)題解決了，也還有一個(gè)在成本上與順丁橡膠的競(jìng)爭(zhēng)力問(wèn)題，因?yàn)殡m然 EPDM是合成橡膠中最價(jià)廉的品種，甚至能低于天然橡膠，但由于第三單體昂貴，尤其是乙叉降冰片烯的采用，更使得三元乙丙橡膠的成本明顯上升，競(jìng)爭(zhēng)力下降。所以這兩大困難嚴(yán)重地阻礙三元乙丙橡膠在輪胎生產(chǎn)上的大量使用。