胎面树脂对白炭黑增强溶聚丁苯橡胶的性能影响

摘要

出于健康、安全和环境问题的考虑，轮胎加工油，特别是含有多环芳烃的芳香油正在被逐步替换，目前工业中高芳烃油替代物主要有处理的馏出芳族萃取物(“TDAE”)和中度溶剂抽提物(“MES”)，但环保油存在供应方面的限制和使用性质的缺陷等缺点。本文选用了六种树脂代替部分环保芳烃油应用于轮胎胎面胶胶料中，以构筑高性能绿色轮胎配方为目标，考察树脂对橡胶复合材料加工性能、力学性能、动态性能的影响规律，探讨胎面树脂在轮胎制造过程中的可能功用。
　　本文研究了不同含量的古马隆树脂、苯乙烯类树脂、C5/C9石油树脂、C9石油树脂、萜烯树脂代替等量TDAE后对官能化溶聚丁苯橡胶和溶聚丁苯橡胶两种胶料各种性能的影响，以及TDAE、树脂和白炭黑等组分单独对胶料粘弹性的影响。研究表明，各树脂代替TDAE的含量为10phr时体系的综合性能最好;六种树脂中，苯乙烯类树脂表现最佳，而C9石油树脂表现最差;在官能化溶聚丁苯中加入树脂可延长胶料的焦烧时间、缩短硫化时间，起到增强和提高抗湿滑性能的作用，但滚阻也升高明显;树脂对溶聚丁苯橡胶胶料的改善作用优于官能化溶聚丁苯体系;在溶聚丁苯橡胶体系中，苯乙烯树脂不仅可延长胶料的焦烧时间、降低硫化时间、改善胶料的加工性能，而且可在滚阻性能劣化程度较小的情况下大大提升胶料的抗湿滑性能，同时耐磨性还有一定程度的改善，苯乙烯树脂可作为增塑剂替代部分TDAE应用于此体系中，并能改善体系综合性能。
　　设计并与工厂合作制造了可用来研究轮胎磨耗过程中VOC排放及磨屑颗粒度分布的新型磨耗设备，应用此设备对比了芳烃油、环保芳烃油、苯乙烯树脂和C9石油树脂对官能化溶聚丁苯橡胶的磨耗量、大磨屑颗粒度分布和TVOC（总有机挥发物）释放量的影响。结果表明，用C9树脂代替环保芳烃油用于此橡胶体系能改善其耐磨性而且磨屑粒径较大，但在磨损过程中释放大量的TVOC，其释放量甚至大于传统的芳烃油，而用苯乙烯树脂能有效降低VOC的释放且磨耗量和磨屑颗粒分布与环保芳烃油相比无太大差异，故苯乙烯树脂比环保芳烃油更为环保。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 操作油在胎面胶中的应用

1．2．1 操作油的种类

1．2．2 橡胶油在橡胶中的作用机理

1．2．3 环保橡胶油的概述

1．3 树脂在胎面胶中的应用

1．3．1 古马隆树脂

1．3．2 苯乙烯树脂

1．3．3 石油树脂

1．3．4 萜烯树脂

1．3．5 其他树脂

1．4 本课题的目的和意义、研究内容和创新之处

第二章 实验设计及表征方法

2．1 实验原料与试剂

2．2 实验仪器与设备

2．3 实验配方

2．4 实验工艺

2．4．1 炼胶工艺

2．4．2 充油SSBR橡胶的抽油工艺

2．5 实验表征方法

2．5．1 硫化特性测试

2．5．2 门尼粘度测试

2．5．3 RPA测试

2．5．4 拉伸性能测试

2．5．5 撕裂性能测试

2．5．6 压缩生热测试

2．5．7 磨耗性能测试

2．5．14 硫化胶硬度测试

2．5．15 湿摩擦系数测试

2．5．16 流变性能测试

第三章 胎面树脂的种类和用量对白炭黑增强溶聚丁苯橡胶的性能影响

3．1 树脂的种类和用量对白炭黑增强官能化溶聚丁苯橡胶的性能影响

3．1．1 1#古马隆树脂的用量对白炭黑增强官能化溶聚丁苯橡胶的性能影响

3．1．2 2#苯乙烯树脂的用量对白炭黑增强官能化溶聚丁苯橡胶的性能影响

3．1．3 3#C5／C9石油树脂的用量对白炭黑增强宫能化溶聚丁苯橡胶的性能影响

3．1．4 4#古马隆树脂的用量对白炭黑增强官能化溶聚丁苯橡胶的性能影响

3．1．5 5#C9石油树脂的用量对白炭黑增强官能化溶聚丁苯橡胶的性能影响

3．1．6 6#萜烯树脂的用量对白炭黑增强官能化溶聚丁苯橡胶的性能影响

3．1．7 树脂的种类对白炭黑增强官能化溶聚丁苯橡胶性能影响

3．1．8 不同组分对官能化溶聚丁苯橡胶粘弹性的影响

3．1．9 小结

3．2 树脂的种类和用量对白炭黑增强溶聚丁苯橡胶的性能影响

3．2．1 2#苯乙烯树脂的用量对白炭黑增强溶聚丁苯橡胶的性能影响

3．2．2 5#C9石油树脂的用量对白炭黑增强溶聚丁苯橡胶的性能影响

3．2．3 小结

3．3 胎面树脂对官能化溶聚丁苯橡胶和溶聚丁苯橡胶的性能影响对比

第四章 增塑剂的品种对胎面胶磨耗过程中排放物的影响

4．1 引言

4．2 新型磨耗机的设计与制造

4．2．1 设计方案一：“滚筒式”磨耗机

4．2．2 设计方案二：“磨盘式”磨耗机

4．2．3 新型磨耗机的制造

4．3 含有不同增塑剂的胎面胶在新型磨耗机上的测试对比

4．3．1 磨耗量和大磨屑颗粒度分布对比

4．3．2 磨耗过程中VOC释放量的对比

4．4 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

研究成果及文章

作者和导师简介