橡膠導(dǎo)熱配方的設(shè)計與應(yīng)用研究-閱讀頁
2025-05-27 21:14本頁面
【正文】 膠基體和填料的綜合作用決定。當(dāng)填充量較小時，填料粒子能夠均勻地分散 在體系中，之間沒有接觸和相互作用，此時填料對于整個體系的導(dǎo)熱性貢獻不大。這些導(dǎo)熱網(wǎng)鏈的取向與熱流方向平行時，能在很大程度上提高體系的導(dǎo)熱性。體系中基體和填料可以分別看作為兩個熱阻，顯然基體本身的導(dǎo)熱性很差，相應(yīng)的熱阻就很大，而填料自身的熱阻非常小。而當(dāng)熱流方向上形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈后，填料形成的熱阻大大減小，基體熱阻和填料熱阻之間有了并聯(lián)關(guān)系，這樣導(dǎo)熱網(wǎng)鏈對于整個體系導(dǎo)熱性起了主導(dǎo)作用而大大提高了體系的導(dǎo)熱性。 DOC 格式 論文 ，方便 您的 復(fù)制修改刪減 填料導(dǎo)熱能力取決于填料最終的顆粒形狀和大小、表面特性、本身的導(dǎo)熱性以及其導(dǎo)熱性隨溫度、濕度、壓力的變化等因素。但由于纖維復(fù)合材料一般很難達到較高的填充系數(shù)，因此其應(yīng)用較球形填料少。 表一是不同填料對橡膠基方物理機械性能的貢獻，從表一中我們可以看到， N220 炭黑是所有試驗材料中補強性能最好的填料，300%定伸應(yīng)力達到 ，拉伸強度達到 ，但導(dǎo)熱性能不是十分理想 ，因此，設(shè)計導(dǎo)熱配方時， N220 僅僅作為補強劑使用； Zｎ O、 Fｅ 2O AI2O3 不僅沒有補強性能，導(dǎo)熱性能也不理想，見圖一，因此，在進一步設(shè)計導(dǎo)熱配方時，可以排除使用上述材料的可能；微晶石墨的導(dǎo)熱性能雖然比 Zｎ O、 Fｅ 2O AI2O3 稍好，但補強性能很差，顯然也無法作為橡膠的補強劑使用；從表一、圖一我們注意到，導(dǎo)熱增強劑 TB1 不僅具有最好的導(dǎo)熱性，其對橡膠的補強性也十分理想，表一顯示， 300%定伸應(yīng)力達到 ，拉伸強度達到，可以說能基本滿足設(shè)計導(dǎo)熱配方時材料性能要求；導(dǎo)熱增強 劑 TB2對橡膠的補強性也十分理想， 300%定伸應(yīng)力達到 ，拉伸強度達到 ，但導(dǎo)熱性能表現(xiàn)得不如 TB1，因此，我們在設(shè)計導(dǎo)熱配方時也剔除了使用 TB2。 2． 3導(dǎo)熱增強劑 TB1對橡膠復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響 2． 3． 1不同配方硫化橡膠導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的變化 圖 3 是用部分導(dǎo)熱增強劑代替半補強炭黑的硫化橡膠在 70～130℃溫度下測得的導(dǎo)熱系數(shù)，從圖中可以看到，二配方的導(dǎo)熱系數(shù)都隨溫度的升高而增大，這一現(xiàn)象與前述的導(dǎo)熱機理相符；有實際意義的是，使用 10 份導(dǎo)熱增強劑代替半補強的胎側(cè)膠，其導(dǎo)熱系數(shù)值比不用導(dǎo)熱增強劑的胎側(cè)膠的導(dǎo)熱系數(shù)值提高了 40%左右。 2． 3． 3不同配方硫化橡膠熱擴散系數(shù)隨溫度的變化 圖二是用部分導(dǎo)熱增強劑代替半補強炭黑的硫化橡膠在60～ 150℃溫度下測得的熱擴散系數(shù)，從圖中可以看到，二配方的熱擴散系數(shù)都隨溫度的升高而減小；有價值的是，使用 10 份導(dǎo)熱增強劑代替半補強的胎側(cè)膠，其熱擴散系數(shù)值比不用導(dǎo)熱增強劑的胎側(cè)膠的熱擴散系數(shù)值提高了 6%左右。從表五中可以看到，使用導(dǎo)熱增強劑 TB1 的胎側(cè)膠的天候老化性能略優(yōu)于不用導(dǎo)熱增強劑 TB1 的 胎側(cè)膠，特別是使用導(dǎo)熱增強劑TB1 的胎側(cè)膠天候老化后表面顏色不會發(fā)生變化，而不用導(dǎo)熱增強劑 TB1 的胎側(cè)膠天候老化后表面顏色略呈紅色，這一特征可能與導(dǎo)熱增強劑 TB1 與防老劑的親和力比較好防老劑在胎側(cè)膠中不易遷移有關(guān)。 2． 3． 5導(dǎo)熱增強劑 TB1對輪胎胎體膠性能的影響 表三是部分導(dǎo)熱增 強劑 TB1代替 N330 炭黑的胎體配方，從表三中我們可以看到，胎體膠中用 10 份、 15 份導(dǎo)熱增強劑 TB1代替 N330 炭黑，對胎體膠的物理機械性能影響很小， 300%定伸應(yīng)力、拉伸強度、扯斷伸長率十分接近；從混煉膠的硫化特性數(shù)據(jù)我們可以DOC 格式 論文 ，方便 您的 復(fù)制修改刪減 看到，使用了導(dǎo)熱增強劑的胎體膠 3配方，混煉膠的焦燒時間比不用導(dǎo)熱增強劑的 1配方長，這一點顯然對胎體配方設(shè)計十分有利；雖然用導(dǎo)熱增強劑 TB1 代替部分 N330 炭黑后的 3配方的扯斷強度低于不用導(dǎo)熱增強劑的 1配方，但 3配方的扯斷強度還是大大高于正常生產(chǎn)配方扯 斷強度，此外，從表三還可以看到，使用了導(dǎo)熱增強劑的 3配方，其與骨架材料簾線的附著強度明顯高于正常生產(chǎn)用配方，因此，將導(dǎo)熱增強劑 TB1 應(yīng)用于輪胎胎體配方中是可行的。 令人興奮的是，使用導(dǎo)熱增強劑 TB1 的試驗配方，其傳熱速度明顯比正常生產(chǎn)使用的水胎配方高，從圖五可以看到，在 19mm厚的試驗?zāi)z板的一面施加 162℃的熱源后， 13 分鐘后至試驗結(jié)束，二配方的傳熱溫度差達 13℃～ 10℃，很明顯，本工作中使用導(dǎo)熱增強劑 TB1 的試驗水胎配方的傳熱速度快，在輪胎硫化時能縮短水胎的傳熱時間，因此，在本工作的后階段，我們?yōu)轵炞C導(dǎo)熱水胎配方對硫化傳熱的積極影響，制作了試驗水胎進行實際硫化測溫，見圖六，從DOC 格式 論文 ，方便 您的 復(fù)制修改刪減 圖中可以看 到，試驗水胎硫化時的溫度比正常水胎高 5~10℃，根據(jù)阿累尼烏斯公式，硫化溫度提高 10℃，可使硫化速度提高一倍，因此，盡管導(dǎo)熱水胎配方對實際使用的水胎傳熱溫度只提高了 5~10℃，但對橡膠企業(yè)而言其潛在的利益是明顯的，它可以作為輪胎生產(chǎn)廠家縮短硫化時間、提高生產(chǎn)效率、降低能耗的重要參考依據(jù)。 通過配合 TB1 導(dǎo)熱增強劑，可以提高硫化橡膠的導(dǎo) 熱性能，對提高應(yīng)力應(yīng)變頻率較高的橡膠制品的使用壽命特別是安全性有較好的幫助作用； 在厚橡膠制品中使用導(dǎo)熱增強劑 TB1，可以避免或減輕在硫化過程中表面過硫而中心欠硫的現(xiàn)象，對提高厚橡膠制品的使用質(zhì)量十分有利； 輪胎硫化水胎中應(yīng)用導(dǎo)熱配方，可以提高水胎的傳熱速度，減小水胎傳熱時的溫度梯度，因而可以縮短硫化時間，提高硫化效率，降低能耗； 導(dǎo)熱配方可以應(yīng)用于載重汽車輪胎的胎側(cè)膠和內(nèi)層膠中，胎側(cè)膠和內(nèi)層中使用部分導(dǎo)熱增強劑，可以將輪胎在行駛過程中產(chǎn)生的熱量較快地從內(nèi)部 引導(dǎo)到輪胎的表面，對提高載重輪胎的使用壽命特別是輪胎的使用安全性十分有利，導(dǎo)熱增強劑的使用比例，胎側(cè)膠DOC 格式 論文 ，方便 您的 復(fù)制修改刪減 宜選擇 5~15份，內(nèi)層膠宜選擇 5~10份； 導(dǎo)熱增強劑具有一定的耐光性和耐臭氧性，輪胎胎側(cè)膠配合部分導(dǎo)熱增強劑后，輪胎的耐天候老化性能有一定的提高，特別是導(dǎo)熱增強劑能減緩防老劑 6PPD 向胎側(cè)表面遷移，因此，對提高輪胎外觀色澤的美觀程度十分
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