胎圈钢丝涂层及橡胶配方对胎圈钢丝与橡胶黏合性能的影响

摘要

本文以提高胎圈钢丝与橡胶黏合性能为目的，通过在胎圈钢丝表面涂覆一层古马隆树脂涂层、氯化天然橡胶涂层，研究两种涂层对胎圈钢丝与橡胶黏合性能的影响，并实验研究了胎圈钢丝与橡胶的硫化黏合界面。通过向传统的子午线胎圈胶配方中引入丁腈橡胶、氯化天然橡胶、乙烯-甲基丙烯酸共聚物，研究这几种极性聚合物对子午线胎圈胶的硫化特性、力学性能以及黏合性能的影响，本课题还研究了不同粒径炭黑、NR/SBR共混比对子午线胎圈胶性能的影响。研究表明：分子量分布窄、纯度高的古马隆树脂涂层对胎圈钢丝与橡胶黏合性能的增强效果更好。相比无涂层胎圈钢丝，以氯化天然橡胶、酚醛树脂等为主要成分的胎圈钢丝涂层，可以较大幅度的提高胎圈钢丝与风神、赛轮、韩泰三种胎圈胶的黏合性能，湿热、热氧老化后，涂层胎圈钢丝与胎圈胶之间仍然具有较高的黏合强度。少量的钴盐添加到涂层中，可以进一步可以提高涂层胎圈钢丝与橡胶的黏合性能。
　　本研究主要内容包括：⑴镀铜胎圈钢丝经“角鲨烯”模拟硫化实验后，钢丝表面变得非常粗糙，形成很多球状凸起结构，凸起结构由硫黄、角鲨烯、铜单质相互反应形成，C、S、C u元素的含量相对较高。镀铜胎圈钢丝经过“滤纸”硫化实验后，钢丝表面形貌与元素的变化与“角鲨烯”模拟硫化实验结果类似。胎圈钢丝-涂层-橡胶的硫化黏合机理概括来说就是涂层通过各种物化作用把胎圈钢丝与橡胶紧密的黏合在一起，增强胎圈钢丝CuxS层与橡胶间相互作用，并提高黏合界面的强度与黏性。⑵子午线轮胎胎圈胶中加入丁腈橡胶后，延缓了热氧老化导致的胎圈胶力学性能下降，胎圈胶与胎圈钢丝的黏合性能得到提高，胎圈胶损耗因子增加，动态生热增大。氯化天然橡胶的加入提高了胎圈胶与胎圈钢丝的黏合性能，但胎圈胶力学性能出现不同程度的下降。乙烯-甲基丙烯酸共聚弹性体显著增强了胎圈胶与胎圈钢丝的黏合性能，同时还能提高胎圈胶的力学性能。随着炭黑粒径减小，胎圈胶的力学性能得到提升，动态生热加大，胎圈钢丝表面附胶率逐渐下降，而不同铜锡含量胎圈钢丝对应的抽出力相差较大。随着胎圈胶中NR用量降低，SBR用量提高，与胎圈钢丝的黏合性能逐渐下降。老化前，胎圈胶力学性能先下降后上升，老化后，力学性能呈逐渐上升的趋势。

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第一章 绪论

1.1橡胶与金属黏合

1.1.1 橡胶与金属黏合方法

1.1.2 橡胶与金属黏合理论

1.1.3 增强橡胶与金属黏合性能的方法

1.2 橡胶与镀铜钢丝帘线黏合

1.2.1 橡胶与镀铜钢丝帘线黏合机理

1.2.2 橡胶配方对橡胶与钢丝帘线黏合的影响

1.2.3 胎圈钢丝涂层研究进展

1.3 课题研究的目的与意义

第二章 胎圈钢丝涂层对胎圈钢丝与橡胶黏合性能的影响

2.1 实验部分

2.1.1 实验原材料

2.1.2 实验仪器与设备

2.1.3 试样制备

2.1.4 实验测试

2.2 结果与讨论

2.2.1 古马隆树脂涂层对胎圈钢丝与橡胶黏合性能的影响

2.2.2 氯化天然橡胶涂层对胎圈钢丝与橡胶黏合性能的影响

2.2.3 氯化天然橡胶改进涂层对胎圈钢丝与橡胶黏合性能的影响

2.2.4 胎圈钢丝与橡胶黏合界面的研究

第三章 子午线轮胎胎圈胶配方的研究

3.1 实验部分

3.1.1 实验原材料

3.1.2 实验设备与仪器

3.1.3 试样制备

3.1.4 实验测试

3.2 结果与讨论

3.2.1丁腈橡胶对子午线轮胎胎圈胶性能的影响

3.2.2 氯化天然橡胶对子午线轮胎胎圈胶性能影响

3.2.3 乙烯-甲基丙烯酸共聚物对子午线胎圈胶性能的影响

3.2.4 四种不同粒径的炭黑对子午线胎圈胶性能的影响

3.2.5 NR/SBR共混比对子午线轮胎胎圈胶性能的影响

结论

参考文献

致谢

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