【正文】 ........................................................................ 27 低消耗 ............................................................................................................................... 27 超安全 ............................................................................................................................... 27 設(shè)計(jì)綠色輪胎的途徑 ................................................................................................................. 27 綠色輪胎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 28 胎體結(jié)構(gòu)子午線化 ................................................................................................................. 28 胎面 ................................................................................................................................... 28 降低阻力方法 ............................................................................................................................ 29 減小輪胎質(zhì)量 .................................................................................................................... 29 減小材料能效（滯后損失 ) ................................................................................................ 30 綠色輪胎材料 ............................................................................................................................ 30 環(huán)氧化天然橡膠 ................................................................................................................. 30 接枝天然橡膠 .................................................................................................................... 30 7 天然橡膠在輪胎行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望 .......................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 橡膠工業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)與商機(jī) ...................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 車用輪胎產(chǎn)品拉動(dòng)橡膠市場的需求 ........................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 前景展望 .................................................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 輪胎是供給車輛、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械行駛和飛機(jī)起落等用的圓環(huán)形彈性制品。輪胎是橡膠工業(yè)中的主要制品，其消耗的橡膠量占橡膠總用量的 50%60%,是一種不可缺少的戰(zhàn)略物資。對(duì)天然橡膠在輪胎中使用的性能檢測問題進(jìn)行了總結(jié) .根據(jù)近幾年社會(huì)所倡導(dǎo)的安全環(huán)保的特點(diǎn)，輪胎的發(fā)展也更加趨向于綠色輪胎，安全環(huán)保輪胎。天然橡膠是 一種以聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物，其橡膠烴（聚異戊二烯）含量在 90%以上，還含有少量的蛋白質(zhì)、脂肪酸、糖分及灰分等。 化學(xué)特性 天然橡膠是不飽和橡膠，容易與硫化劑發(fā)生硫化反應(yīng)（結(jié)構(gòu)化反應(yīng)），溴與氧、臭氧發(fā)生氧化、裂解反應(yīng)，與鹵素發(fā)生氯化、 化反應(yīng)，在催化劑和酸作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等。 因?yàn)橛胁伙柡碗p鍵，所以天然橡膠是一種化學(xué)反應(yīng) 能力較強(qiáng)的物質(zhì)，光、熱、臭氧、輻射、屈撓變形和銅、錳等金屬都能促進(jìn)橡膠 的老化，不耐老化是天然橡膠的致命弱點(diǎn)，但是，添加了防老劑的天然橡膠，有時(shí)在陽光下曝曬兩個(gè)月依然看不出多大變化，在倉庫內(nèi)貯存三年后仍可以照常使用。前者是生膠進(jìn)行塑煉加工得理論基礎(chǔ)，葉酸橡膠老化的原因所在；后者則是生膠進(jìn)行硫化加工制得硫化的理論依據(jù)。 物理特性 天然橡膠具有優(yōu)異的綜合物理機(jī)械性能，天然橡膠在常溫下具有很好的彈性。其密度為 ，彈性模量為 24MPa，約為鋼鐵的三萬分之一，而伸長率為鋼鐵的 300倍，最大可達(dá) 1000%。天然橡膠在常溫下具有較高的彈性，稍帶塑性，具有非常好的機(jī)械強(qiáng)度，滯后損失小，在多次變形時(shí)生熱低，因此其耐屈撓性也很好，并且因?yàn)槭欠菢O性橡膠，所 以電絕緣性能良好。其生膠及交聯(lián)密度不太高的硫化膠的彈性是高的。 耐介質(zhì)性 介質(zhì)是指油類、液態(tài)的化學(xué)物質(zhì)等。不耐濃強(qiáng)酸和氧化性強(qiáng)的高錳酸鉀、重 酸鉀等。 強(qiáng)度 由于我國天然橡膠的消費(fèi)量較大，而國內(nèi)天然橡膠產(chǎn)量難以實(shí)現(xiàn)大幅增長。 電性能 天然橡膠是非極性物質(zhì)，是一種較好的絕緣材料。 影響天然橡膠產(chǎn)量的因素 自然因素 天然橡膠樹的生長對(duì)地理、氣候條件有一定的要求，適宜割膠的膠樹一般要有 5～ 7年的樹齡，因此，可用于割膠的天然橡膠樹的數(shù)量短時(shí)期內(nèi)無法改變。進(jìn)入開割季節(jié)，膠價(jià)下跌；進(jìn)入停割季節(jié)，膠價(jià)上漲。臺(tái)風(fēng)或熱帶風(fēng)暴、持續(xù)的雨天、 干旱、霜凍等都會(huì)降低天然橡膠產(chǎn)量而使膠價(jià)上漲。如白粉病、紅根病、炭疽病等，這些都會(huì)影響天然橡膠樹的生長，甚至導(dǎo)致死亡，對(duì)天然橡膠的產(chǎn)量及價(jià)格影響也很大 . 簡介 輪胎主要可以由天然橡膠（ NR）聚異戊二烯，丁苯橡膠（ SBR） 丁二烯和苯乙烯，順丁橡膠（ BR） 是由丁二烯，異戊橡膠（ IR） 是由異戊二烯，丁基橡膠（ IIR） 是異丁烯和少量異戊二烯或丁二烯為主要原料，硬脂酸，氧化鋅，微晶蠟，防老劑，操作油，硬質(zhì)炭黑，防焦劑，促進(jìn)劑，硫磺等為配料 制成。彈性大，定伸強(qiáng)度高，抗撕裂性和電絕緣性優(yōu)良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料粘合，在綜合性能方面優(yōu)于多數(shù)合成橡膠。使用溫度范圍：約－ 60℃ ~＋ 80℃。特別適用于制造扭振消除器、發(fā)動(dòng)機(jī)減震器、機(jī)器支座、橡膠－金屬懸掛元件、膜片、模壓制品。轎車子午線輪胎胎面主要采用 SBR或者與 NR和 BR并用來改善性能。 BR具有優(yōu)異的耐磨性、耐寒行和彈性。高溫耐磨性好，適用于乘用輪胎，加工中想對(duì)分子質(zhì)量降到一定程度后不再降低，因而不易過 煉，可塑度均勻。 SBR的缺點(diǎn)是純膠強(qiáng)度低，需加入高活性補(bǔ)強(qiáng)劑后方可使用。因此 ,胎面膠多選擇 NR、 BR和丁苯橡膠的二元或 (和 )三元并用組合。由輪胎產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力消耗燃油占汽車總油耗的 %,而僅由胎面產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力就占輪胎滾動(dòng)阻力的 49%,其它部件的影響比例分別為 :胎側(cè) 14%、胎體 11%、胎圈 11%、帶束層 8%、其余部件 7%。因此輪胎橡膠材料的輕質(zhì)化以及改進(jìn)橡膠材料滾動(dòng)阻力性能成為當(dāng)前的研發(fā)課題。 胎面的主要作用 提高胎面橡膠的性能是輪胎高性能化的重中之重。因此，要求具有良好的耐磨、耐刺扎性能、好的彈性和對(duì)地面的抓著性能。 胎側(cè) 胎側(cè)是輪胎結(jié)構(gòu)完整性的一個(gè)重要組成部分。黑胎側(cè)是輪胎用于保護(hù)胎體抵御天候老化的外表面。 NR和 BR均有不飽和雙鍵 ,經(jīng)配合使膠料具有耐天候老化、耐臭氧老化、耐磨、耐撕裂和耐龜裂性能以及良好的疲勞壽命 ,但是這些不飽和的烯烴類橡膠會(huì)因斷鏈反應(yīng)導(dǎo)致聚合物 降解 ,因而對(duì)它們臭氧老化的防護(hù)特別重要。其中防老劑TMQ可以提高橡膠的耐熱老化性和耐疲勞性 [28],而應(yīng)用防老劑 DTPD可提高輪胎的抗龜裂老化性能和變色性能 [29] 。 為了提高輪胎胎側(cè)膠的耐臭氧、耐屈撓性 ,人們研制出了 1種新型以異丁烯 為基的生膠 ,它集鹵化丁基膠與三元乙丙 (EPDM)橡膠性能于一體。還具有作為輪胎胎側(cè)膠料的其它重要特征如耐屈撓龜裂性。 胎側(cè)的主要作用 具有保護(hù)胎體以防止輪胎受到側(cè)向的物理和 化學(xué)損傷 ,同時(shí)也是輪胎中最吸引人眼球的部位。因而 ,要求其膠料具有耐撕裂、抗屈撓性及抗熱氧、臭氧老化性能優(yōu)異 ,拉伸強(qiáng)度較高且伸長率大 ,使其承受大應(yīng)變下的應(yīng)力較低。 帶束層 輪胎帶束層是輪胎的扎箍 ,固定住簾線層的變形 ,承載很大的載荷 ,系鋼絲簾線與橡膠的結(jié)合物。帶束層是輪胎的主要受力部位 ,可保證輪胎在高速行 駛時(shí)的尺寸穩(wěn)定性 ,對(duì)胎體起到緊箍的作用 ,帶束層的剛性影響輪胎的耐磨性、操控性和減少滾動(dòng)阻力的作用。為使帶束層輕量化 ,其簾布以前采用玻璃纖維、高模量聚酯、強(qiáng)力人造絲等簾布 ,最近采用芳綸簾線 ,使用的 NR/SBR并用膠比例不斷變化。如未硫化膠的強(qiáng)度或自粘性過低 ,容易引起簾線間的膠拉開 ,造成不良效果 ,同時(shí)粘著力不足也會(huì)導(dǎo)致布 層間或胎圈反包部件的脫層。并且胎體鋼絲和帶束層鋼絲直徑在 1mm左右 ,鋼絲簾線按照一定結(jié)構(gòu)纏繞而成 ,鋼絲間存在縫隙。故應(yīng)采用高強(qiáng)力、高模量和小角度排列的簾線作其增強(qiáng)材料，同時(shí)覆以高定伸、高硬度膠料。它特指沿著輪胎周向平行排列的簾 布。 胎體 胎體對(duì)輪胎起到承載作用 ,胎體分為鋼絲覆膠簾布和纖維覆膠簾布。 轎車子午線輪胎的胎體骨架材料以聚酯簾線或改性尼龍簾線為主 ,但一些高等級(jí)輪胎仍以人造絲簾線為主。 胎體的主要作用 胎體又稱胎身。簾布使胎體及整個(gè)外胎具有必要的強(qiáng)度。胎體的作用是使輪胎具有充分的強(qiáng)度，以便承受負(fù)荷和振動(dòng)，并使輪胎保持一定的外緣尺寸。而且從剛性的胎圈到柔軟的胎側(cè)之間的剛性變化要平順過渡 ,這樣才能把輪胎胎側(cè)的屈撓點(diǎn)集中維持在輪胎斷面水平軸附近 ,使胎側(cè)能充分發(fā)揮其緩沖作用 ,減輕在胎側(cè)裝配線附近出現(xiàn)胎圈裂情況。 輪胎鋼絲圈用橡膠把多根鋼絲粘合在一起 ,鋼絲圈要求使用與鋼絲粘合性好的高硬度橡膠 ,視不同輪胎 ,主要采用 NR、 SBR及它們的并用膠。一方面由高硬度橡膠通過中高硬度橡膠過渡到低硬度橡膠 ,達(dá)到均勻變化的目的 。視輪胎規(guī)格不同 ,三角膠也由同一橡膠的 2種甚至 3種不同硬度的配方膠料復(fù)合制成 ,橡膠主要采用 NR、 SBR及其并用膠 [37~38] 。 耐割口胎面膠 耐割口胎面膠配方見表 ，該組配方適用于航空輪胎胎面。 物理機(jī)械性能指標(biāo)：在 23 攝氏度一下，胎表 面膠的 300%定伸力偉，伸長率為 400%，回彈率達(dá)到 50%以上。鋼板條紋的深度和寬度均為 7mm，條紋間距為 25mm，將鋼板裝在阿姆斯勒型機(jī)床試驗(yàn)機(jī)上。待石膏硬化后，輪胎加載壓過鋼板，測量花紋溝處石膏損失深度，并將該損失深度定義為咬入量。用上述配方做了3 種試驗(yàn)輪胎： 格式為 H49*、 H54* 的航空斜料交輪胎，規(guī)格為 H46* 的航空子午線輪胎。（ 2）按照 FAA ACA145規(guī)范規(guī)定的充氣內(nèi)壓、負(fù)荷和速度，在動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行 50 次起飛 著陸實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，上述試驗(yàn)輪胎順利通過實(shí)驗(yàn)，無脫落層，無花紋溝底龜裂，而對(duì)比輪胎一條有脫落層，另一條有花紋溝底龜裂。 效果評(píng)價(jià)：進(jìn)行室內(nèi)模擬試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條件為 50ppm 臭氧、 40 攝氏度、 25%應(yīng)變、 1000 次曲撓。試驗(yàn)結(jié)果表明，上述兩組配方的胎側(cè)膠具有很好的耐臭氧老化、抗龜裂性能。 掌握原則：耐靜態(tài)臭氧老化效果 TAPDT蠟 77PD6PPD；耐動(dòng)態(tài)臭氧老化效果 6PPD=77PDTAPDT蠟。 生產(chǎn)流程 密煉工序 密煉工序是把炭黑、天然 /合成橡膠、油、添加劑、促進(jìn)劑等原材料混合到一起，在密煉機(jī)里進(jìn)行加工，生產(chǎn)出“膠料”的過程。輪胎里每一種膠部件所使用的膠料都是特定性能的。同時(shí)，膠料成分的變化還取決于配套廠家以及市場的需求，這些需求主要來自于牽引力、駕駛性能、路面情況以及輪胎自身的需求。 膠部件準(zhǔn)備工序 膠部件準(zhǔn)備工序包括 5 個(gè)主要工段。這 5 個(gè)工段分別為： 工段一：壓出