配方基础知识-轮胎工程

配方基础知识轮胎工程1内容提要什么是配方配方设计（ WHAT、 WHY， HOW）子午胎各部位对配方的性能要求配方的性能测试配方用原材料概述 21.什么是配方配方举例3配方的定义就是表示橡胶、配合剂品种与就是表示橡胶、配合剂品种与用量的配比。用量的配比。配方的组成它包括橡胶体系、硫化体系、补它包括橡胶体系、硫化体系、补强填充体系、防老体系、软化体强填充体系、防老体系、软化体系、粘合体系和加工助剂等其它系、粘合体系和加工助剂等其它1.什么是配方4配方的表示形式基本配方基本配方质量分数配方质量分数配方体积分数体积分数 配方配方生产配方生产配方1.什么是配方5配方的功能1.什么是配方检验配方检验配方性能配方性能配方制品配方制品配方6什么是配方设计2. 配方设计拟定橡胶配方，试验拟定橡胶配方，试验 (了解配方组分变了解配方组分变量对性能的关系或性能变化的趋向量对性能的关系或性能变化的趋向 )、调整、验证（包括实地考察），最后调整、验证（包括实地考察），最后确认适用于橡胶制品生产的橡胶、配确认适用于橡胶制品生产的橡胶、配合剂品种与用量的配比，这个过程称合剂品种与用量的配比，这个过程称之为橡胶的配方设计。之为橡胶的配方设计。7为什么要进行配方设计2. 配方设计一个音符无法表达出优美的旋律，一一个音符无法表达出优美的旋律，一种颜色难以描绘出多彩的画卷。种颜色难以描绘出多彩的画卷。配方也是如此，任何一种橡胶若不进配方也是如此，任何一种橡胶若不进行配方设计就没有任何使用价值。行配方设计就没有任何使用价值。8如何进行配方设计 配方设计的要求2. 配方设计1.树立整体观念树立整体观念结构设计、配方设计、加工历程（的设备与工艺）结构设计、配方设计、加工历程（的设备与工艺）作为橡胶制品生产过程三个重要组成部分，它们既作为橡胶制品生产过程三个重要组成部分，它们既相互独立，又相互联系、协同、制约，它们本身和相互独立，又相互联系、协同、制约，它们本身和它们之间的相互作用都有可能对橡胶制品的物化性它们之间的相互作用都有可能对橡胶制品的物化性能、使用性能、寿命、外观质量、生产成本起决定能、使用性能、寿命、外观质量、生产成本起决定性作用，过分强调任何一者的作用都是不切实际、性作用，过分强调任何一者的作用都是不切实际、不全面的。同时配方本身也是个整体。不全面的。同时配方本身也是个整体。9如何进行配方设计 配方设计的要求2. 配方设计2.配方设计，基础在于熟悉原材料的配方设计，基础在于熟悉原材料的物性与效能；仍依赖于长期积累的物性与效能；仍依赖于长期积累的经验经验3.要使经验性的配方设计前进一步，要使经验性的配方设计前进一步，必须将它上升到理论阶段，再以理必须将它上升到理论阶段，再以理论指导实践。论指导实践。 10如何进行配方设计 配方设计的原则2. 配方设计1.按橡胶制品及各组成部件的使用条件按橡胶制品及各组成部件的使用条件、使用状况及寿命要求所确认的使用性、使用状况及寿命要求所确认的使用性能、硫化胶性能具体项目、指标，以及能、硫化胶性能具体项目、指标，以及制品各部件性能的恰当配合来选用橡胶制品各部件性能的恰当配合来选用橡胶及其配合剂（包括品种及用量配比）及其配合剂（包括品种及用量配比）11如何进行配方设计 配方设计的原则2. 配方设计2.保证加工历程可行的前提下，力求顺保证加工历程可行的前提下，力求顺利进行（如生产效率、质量稳定性），利进行（如生产效率、质量稳定性），按工艺历程拟定的各工序的工艺条件的按工艺历程拟定的各工序的工艺条件的组合来选用橡胶、配合剂品种与用量组组合来选用橡胶、配合剂品种与用量组合。合。12如何进行配方设计 配方设计的原则2. 配方设计3.注意橡胶与配合剂的注意橡胶与配合剂的 “ 相配相配 ”4.成本的总体核算，包括原材料成本成本的总体核算，包括原材料成本及加工历程成本的核算及加工历程成本的核算13如何进行配方设计 配方设计的程序2. 配方设计n14胎面3.轮胎各部位对配方的性能要求胎面是承受外部应力最苛刻的部件。胎面是承受外部应力最苛刻的部件。外界应力是通过胎面胶的表面向轮胎外界应力是通过胎面胶的表面向轮胎内部传递，是直接与地面接触摩擦，内部传递，是直接与地面接触摩擦，要求胶料耐磨、耐冲击、耐刺、耐撕要求胶料耐磨、耐冲击、耐刺、耐撕裂、耐疲劳。较高的抓地力较低的滚裂、耐疲劳。较高的抓地力较低的滚动阻力。冬季轮胎还需要良好的低温动阻力。冬季轮胎还需要良好的低温性能。性能。 15胎面的魔鬼三角3.轮胎各部位对配方的性能要求Rolling ResistanceWet Grip Wear16胎面的配合3.轮胎各部位对配方的性能要求普通：使用普通：使用 NR/SBR/BR耐磨：增加耐磨：增加 BR的用量的用量雪地：使用雪地：使用 NB/BR/白炭黑白炭黑 ,降低降低 Tg提高雪地抓着力提高雪地抓着力高性能：高性能： SBR恶路面：使用全恶路面：使用全 NR提高耐撕裂性提高耐撕裂性炭黑：使用炭黑：使用 N100、 N200或或 N300系列系列 17胎侧3.轮胎各部位对配方的性能要求胎侧是外胎侧壁的复盖胶，保护胎体胎侧是外胎侧壁的复盖胶，保护胎体帘线不受机械损伤和防潮。对于子午帘线不受机械损伤和防潮。对于子午胎，因胎体帘线呈胎，因胎体帘线呈 90度排列，乘坐舒度排列，乘坐舒适，但也带来胎侧部位曲挠变形大，适，但也带来胎侧部位曲挠变形大，易产生胎侧龟裂的毛病。因此要求耐易产生胎侧龟裂的毛病。因此要求耐曲挠、耐候耐臭氧、耐热老化且未硫曲挠、耐候耐臭氧、耐热老化且未硫化胶自粘性好以防成型接头开裂。化胶自粘性好以防成型接头开裂。 18胎侧3.轮胎各部位对配方的性能要求胶型：以胶型：以 NR/BR并用并用炭黑：炭黑： N220、 N330（ 提高侧向刚度）提高侧向刚度）N550、 N660（ 减少内应力）减少内应力）防老：喹啉、对苯二胺类和微晶蜡并用防老：喹啉、对苯二胺类和微晶蜡并用硫化：次磺酰胺类促进剂硫化：次磺酰胺类促进剂 +防焦剂防焦剂19带束胶及带束边胶带束胶及带束边胶3.轮胎各部位对配方的性能要求带束层是承受应力的主要部件。除带束层是承受应力的主要部件。除要求胶料的定伸高、耐疲劳、耐老要求胶料的定伸高、耐疲劳、耐老化、耐剪切、弹性高、生热低外，化、耐剪切、弹性高、生热低外，还要求橡胶与金属粘合力高且老化还要求橡胶与金属粘合力高且老化后保持率高，尤其是动态粘合力。后保持率高，尤其是动态粘合力。20带束胶及带束边胶带束胶及带束边胶3.轮胎各部位对配方的性能要求胶型的选择：极性橡胶与钢丝粘合胶型的选择：极性橡胶与钢丝粘合力高，天然胶不及极性橡胶。但是力高，天然胶不及极性橡胶。但是它有较高的强力和耐撕裂性能好弹它有较高的强力和耐撕裂性能好弹性高，特别是自粘性好，成型操作性高，特别是自粘性好，成型操作方便，因而通常使用全天然胶。方便，因而通常使用全天然胶。21带束胶及带束边胶带束胶及带束边胶3.轮胎各部位对配方的性能要求粘合：间甲、钴盐、白炭黑。粘合：间甲、钴盐、白炭黑。间甲对胶料和帘线表面镀层的间甲对胶料和帘线表面镀层的铜锌比适应性强，主要提高胶铜锌比适应性强，主要提高胶料的撕裂性能。耐湿热老化料的撕裂性能。耐湿热老化22带束胶及带束边胶带束胶及带束边胶3.轮胎各部位对配方的性能要求粘合：钴盐促进钢丝与橡胶的粘合，粘合：钴盐促进钢丝与橡胶的粘合，避免动态状态下的早期脱开。抑避免动态状态下的早期脱开。抑制盐和水的破坏。对热敏感，过制盐和水的破坏。对热敏感，过硫后返原严重，不能多用硫后返原严重，不能多用23带束胶及带束边胶带束胶及带束边胶3.轮胎各部位对配方的性能要求粘合：白炭黑提供活性硅醇表面，粘合：白炭黑提供活性硅醇表面，间接参加反应。白炭黑显酸性，间接参加反应。白炭黑显酸性，迟延硫化，有利粘合，并具有吸迟延硫化，有利粘合，并具有吸湿性，有效防止水的湿效应湿性，有效防止水的湿效应24带束胶及带束边胶带束胶及带束边胶3.轮胎各部位对配方的性能要求补强体系：选用表面活性基团多的，生补强体系：选用表面活性基团多的，生热低的炭黑，常用热低的炭黑，常用 N300系系防老剂：可选用喹啉和对苯二胺类防老剂防老剂：可选用喹啉和对苯二胺类防老剂活性剂：氧化锌和硬脂酸必不可少。天活性剂：氧化锌和硬脂酸必不可少。天然胶含硬脂酸故不必另加，多然胶含硬脂酸故不必另加，多了影响粘合。氧化锌直接参与了影响粘合。氧化锌直接参与粘合反应，一般加粘合反应，一般加 10份左右份左右 25胎肩垫胶胎肩垫胶3.轮胎各部位对配方的性能要求作用作用 ： （ 1） 使带束层的弧度与胎面基本保持平衡，使带束层的弧度与胎面基本保持平衡，减少带束的弯曲变形减少带束的弯曲变形（ 2） 转移并吸收动态下集中于带束层端部应转移并吸收动态下集中于带束层端部应力，并传递至胎体的其它部分，以保持力，并传递至胎体的其它部分，以保持带束层端部不致于受到冲击而产生早期带束层端部不致于受到冲击而产生早期脱层；脱层；（ 3） 刚性大的带束层平稳过渡到刚性低的胎刚性大的带束层平稳过渡到刚性低的胎侧，必须在带束端部下方放置柔软、低侧，必须在带束端部下方放置柔软、低定伸、低生热、高弹性的胶料定伸、低生热、高弹性的胶料配合配合 ： （ 1） 可选用全天然，或配以少量可选用全天然，或配以少量 BR或或 SBR（ 2） 补强剂可选用补强剂可选用 N330、 N550或或 N66026胎体胶胎体胶3.子午胎各部位对配方的性能要求由于子午胎的胎体帘线呈由于子午胎的胎体帘线呈 90度排列，帘度排列，帘线间靠胶料联系。因此要求帘布胶具有线间靠胶料联系。因此要求帘布胶具有较高的定伸，良好的耐曲挠性能，生热较高的定伸，良好的耐曲挠性能，生热低，耐热老化，永久变形小，粘合力高低，耐热老化，永久变形小，粘合力高。未硫化胶有足够的强度和自粘性。未硫化胶有足够的强度和自粘性配合：类似于带束胶料。配合：类似于带束胶料。27三角胶三角胶3.子午胎各部位对配方的性能要求子午胎胎侧薄，胎体软，侧向刚性差，以致应子午胎胎侧薄，胎体软，侧向刚性差，以致应变集中于胎圈部位，因此要求三角胶硬度高、变集中于胎圈部位，因此要求三角胶硬度高、刚性大而不脆有一定的耐曲挠性能。刚性大而不脆有一定的耐曲挠性能。配合：以天然胶为主，或并用少量的配合：以天然胶为主，或并用少量的 BR或或SBR。 采用高炭黑增硬，同时根据需采用高炭黑增硬，同时根据需要选用高苯乙烯、酚醛树脂增硬剂。要选用高苯乙烯、酚醛树脂增硬剂。TBR一般采用复合三角胶一般采用复合三