轮胎内衬层过渡层的辐射预硫化研究.docx

生产技术装备年 第 期轮胎内衬层过渡层的辐射预硫化研究 刘 磊，郭 磊，李 佰 发，应 世 洲，杨 艳 平，张 本 尚（风神轮胎股份有限公司 ，河 南 焦 作 ；河南省科学院同位素研究所有限责任公司 ，河 南 郑 州 ）摘 要 ：探讨轮胎内衬层过渡层的辐射预硫化 。 气密层过渡层经过辐射预硫 化 后 ，胶 料 （未 热 硫 化 ）的门尼黏度和拉伸强度提高 ，成型和硫化过程中流动性降低 ；成 品 轮 胎的气密层位移和气密层过渡层厚度减小 ，性 能 提 高 ，质 量 减 小 ，生 产 成 本 降 低 。关 键 词 ：辐 射 预 硫 化 ；轮 胎 ；内 衬 层 ；过 渡 层在子午 线轮 胎成型 过程中 胎 体帘布经常出现 钢 丝 帘 线 偏 移 或 变 形 ，气密层过渡层 出 现移动或 厚 度 不 均 现 象 ，这会造成钢丝帘线与 胶 料黏合性 能 下 降 ，进 而 产生 胎里露线等质量问题 。 为 避 免 这 些 问 题 出 现 ，保证相关部件在后续 加 工过程中 结 构 和 性 能 稳 定 ，传统工艺常采用增 大 胎体帘布 层 和 气 密 层 过 渡 层 厚 度 的 方 法。辐 射 预 硫 化 技 术 于 世 纪 年 代 开 始 应 用 ，到 世 纪 年 代 在 欧 美 轮 胎 生 产 企 业 大 量 使 用 ，现 在 韩 国 、菲 律 宾 、印 尼 等 国 家 的 轮 胎 生 产 企 业 也 采 用 ，我 国 绝 大 多 数 轮 胎 企 业 （外 资 轮 胎 企 业 除 外 ）和 日 本 的 轿 车 子 午 线 轮 胎 生 产 采 用 该 技 术 。风神轮 胎股 份有限 公司与 河 南省科学院同位 素 研 究 所 有 限 责 任 公 司 合 作 ，开展了内衬层 过 渡 层 的 辐 射 预 硫 化 研 究 。现 将 研 究 情 况 简 介 如 下 。状 结 构 。辐 射 硫 化 胶 料 无 需 添 加 硫 化 剂 ，辐 射 硫化在常温常压 下 就 可 以 进行 。电子束辐射除产生 离 子 、电 子 、激 发 分 子 外 ，还 促 进 生 成 自 由 基 和 某 些 分 子 产 物 ，这 些 原 初 粒 子 具 有 较 高 活 性 ，可 以 发 生 裂 解 、重 排 、电 子 转 移 、脱 氢 和 加 成 等 多 种 反 应 。辐 射 剂 量在 辐 射 中 ，橡 胶分子间交联反 应 和降 解 反 应 同 时 发 生 ，即一方面橡胶分子通 过 碳 碳 键 交 联 形 成 网 状 大 分 子 ，相对分子质量不断增大 ；另 一 方 面 ，辐 射 导 致 橡 胶 分 子 的 化 学 键 断 裂 ，相 对 分 子 质 量 减 小 。在 交 联 与 降 解 的 共 存 反 应 中 ，在 一 定 辐 射剂量范围内 以 交 联 反 应为主的高分子材料称为 辐 射 交 联 型 高 分 子 材 料 ，相 反 以 降 解 反 应 为 主 的 高分子材料称 为 辐 射 降 解型高分子材料 。当 辐 射 剂 量 超 过 一 定 范 围 ，所有高分子材料都会出现辐 射 降 解 、性 能 变 差 。因 此 ，辐射剂量是胶料辐射预 硫化工艺的重 要 参 数。辐 射 方 式目前，辐 射 预 硫 化 的 辐 射 源 普 遍 采 用 高 能 射 线源产生的 射 线 和 电 子 加 速 器 产 生 的 高 能 电子束，射 线 的 辐 射 机 理 与 电 子 束 基 本 一 致，但 电子束具有 定 向、可 控、连 续、自 动 化 等 优 点，所 以 轮胎生产辐射预硫化选择电子束辐射预硫化，。 电子束 辐射 预硫化 是通过 电 子加速器发射的 高 能 电 子 束 在 橡胶基体中激活 橡 胶分子 ，产 生 橡辐射剂预硫化对胶料性能的影响 取 压 型 内 衬 层 过 渡 层 ，对 其 进 行 电 子 束 辐 射 预 硫 化 ，考 察 不 同 辐 射 剂 量 下 胶 料 的 性 能 ，结 果 如 图所 示 。胶 料 配 方 为 ：天 然 橡 胶 ，；炭 黑 ，；氧 化 锌 ，；硫 黄促 进 剂 ，；其 他 ，。从 图 和 可 以 看 出 ：在 一 定 辐 射 剂 量 范 围 内 ，辐射预 硫化对胶料的硫 化 特 性 和 热 硫 化 胶 的胶 大 分 子 自 由 基 ，使橡胶大分子交联 形 成三维网 橡胶科技市场 年 第 期图 辐射剂量对内衬层过渡层胶 （未 热 硫 化 ）黏合性能的影响 ；。辐射剂量对内衬层过渡层胶硫化特性的影响 图 图 辐射剂量对内衬层过渡层胶门尼黏度的影响 硫 化 条 件 。辐射剂量对内衬层过渡层胶 （硫 化 胶 ）拉伸强度的影响 图 内 衬 层 过 渡 层 未 热 硫 化 胶 的 黏 合 性 能 影 响 不 大 ，可 能 是 因 为 辐 射预硫化只发生在胶料内部 ，胶 料 表面的黏性保 持 不 变 。从 图 和 可 以 看 出 ：随 着 辐 射 剂 量 的 增 大 ，未热 硫 化胶 的门 尼 黏度和拉伸强度逐渐增大 ，即 胶 料 发 生 了 部 分 交 联 ；在 辐 射 剂 量 增 大 到时 ，未 热 硫 化 胶 的 门 尼 黏 度 和 拉 伸 强 度 变 化 逐 渐 平 稳 ；辐 射 剂 量 为 时 ，橡 胶 分 子 的 交联和断裂趋 于 平 衡 。综 合 得 出 ，辐射预硫化辐射剂量为 时 ，内 衬 层 过 渡 层 胶 的 性 能 较 好 ，所 以 选 择的辐射剂量试制 轮 胎 。图 辐射剂量对内衬层过渡层胶 （未 热 硫 化 ）拉伸强度的影响 拉 伸 强 度 影 响 不 大 。因过渡 层在 内衬层 与胎体 帘 布之间起过渡作 用 ，成 型 时 要 求 其 与 胎 体 帘 布 良 好 贴 合 ，所 以 要 求成 品 轮 胎 性 能试 制 轮 胎 ，对 复 合 内 衬 层 的 过 渡 层其 黏 合 性 能 好 。从 图可 以 看 出 ：辐 射 预 硫 化 对生产技术装备年 第 期进 行 电 子 束 辐 射 预 硫 化 ，辐 射 剂 量 为 。（）轮 胎 生 产 过程内衬层接头 未 出现不 黏或 接 头 开 裂 等 现 象 。（）随 机 抽 取 试验轮胎进行激 光 全息相 位错 位 散 斑 检 测 （结 果 如 图 所 示 ），成 品 轮 胎 无 明 显气 泡 。（）试 验 轮 胎 累计耐久 性能试验时间为 （未 坏），远 超 出 国 家 相 关 标 准 ；累计高速性能试验 时 间 为 （未 坏），达 到 设 计 标 准 要 求 。（）对 高 速 试 验 后 的 轮 胎 进 行 断 面 扫 描 得 出 ，与 正 常 生 产 轮 胎 相 比 ，试验轮胎内衬层过渡层厚 度 明 显 减 小 ，正 常 生 产 轮 胎 过 渡 层 厚 度 为 ，试 验 轮 胎 为 。（）试验轮胎装车路试 个 月，行 驶 万 ，未 出 现 漏 气 、胎 里 露 线 、胎侧脱层等质量问题 。结 语轮 胎 气 密 层 过渡层经过辐射预硫 化 后 ，胶 料（未 热 硫 化 ）的 门尼黏度和拉伸强度提高 ，黏 合 性 能 变 化 不 大 ，成 型 和 硫 化 过 程 中 流 动 性 降 低 ；成 品轮胎气密层位 移 减 小 ，过 渡 层 厚 度 减 小 ，胎 里 露 线 、胎 侧 脱 层 、轮 胎 漏 气 等 质量问题大大减 少 。据 估 算 ，过 渡 层 厚 度 减 小 ，单 胎 质 量 减 小 ，单 胎 成 本 降 低 元 ，以 全 钢 载 重 子午 线 轮 胎 年 产 量 万 条 计 ，每 年 可 降 低 成 本亿 元 。图 试验轮胎气泡检测照片 参 考 文 献 ：李 淑 凤 ，陆 永 俊 ，矫 阳 ，等 辐射预硫化在子午线轮胎生产 中 的 应 用 轮 胎 工 业 ，（）：何 小 海 ，董 毛 华 ，谢 春 梅 电 子 束 辐 射 硫 化 的 原 理 及 应 用 轮 胎 工 业 ，（）：郭 振 涛 ，张 桂 敏 ，尚 宏 忠 ，等 橡胶材料的辐射硫化研究及进 展 中 国 橡 胶 ，（）：（）随 机抽取 试验轮胎与正常 生 产 轮 胎 各 条 ，充 入 的 压 力 ，并 在 气 门 嘴 上 装 上 气 压 表 ，所 测 的 轮 胎 气 压 变 化 情 况 如 图 所 示 。 可 以 看 出 ，天 后 ，正常生 产轮胎的气压为 ， 试 验 轮 胎 的 气 压 在 以 上 ，试 验 轮 胎 的 气密 性 能 较 好 。 江 西 黑 猫 炭 黑 公 司 日 前 发 布 年 上 半年 度 财 务 报 告 。 公 司 年 上 半 年 实 现 营 业 总 收 入 亿 元 ，同 比 增 长 ；归 属 于 上 市公 司 股 东 的 净 利 润 为 万 元 ，同 比 增