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巨型工程機械子午線輪胎基部膠

發布時間:2019-06-29   |  所屬分類:機械:論文發表  |  瀏覽:  |  加入收藏

  這篇論文主要介紹的是巨型工程機械子午線輪胎基部膠的內容,本文作者就是通過對巨型工程機械的相關內容做出詳細的闡述與介紹,特推薦這篇優秀的文章供相關人士參考。

巨型工程機械子午線輪胎基部膠

  關鍵詞:巨型工程機械子午線輪胎;基部膠;組分;生熱

  巨型工程機械子午線輪胎因斷面尺寸和負荷較大且作業環境惡劣,對輪胎耐久性能、生熱性能及膠料強度均有較高的要求,其中對胎面基部膠的強度、生熱及抗切割性能要求苛刻[1]。本工作對國外3個知名品牌巨型工程機械子午線輪胎基部膠進行化學組分、物理性能及生熱性能分析,探討巨型工程機械子午線輪胎基部膠的發展趨勢。

  1實驗

  1.1樣品

  國外B,M和G品牌的不同規格巨型工程機械子午線輪胎。

  1.2主要設備和儀器

  RoellZ010型拉力機,德國Zwick公司產品;DMTSEPLEXOR500N型動態力學性能分析(DMA)儀,德國GABO公司產品;Discovery熱重分析儀,美國TA公司產品;JNM-ECZ400S型核磁共振(NMR)儀,日本電子公司產品;240FS型火焰原子吸收光譜儀,美國安捷倫公司產品。

  1.3分析與測試

  膠料含膠率、炭黑含量和灰分含量使用熱重分析儀測定;氧化鋅含量使用火焰原子吸收光譜儀測定;有機硅化合物含量使用NMR儀測定;炭黑類型分析通過將炭黑提取后進行氮吸附測定。DMA動態生熱測試采用拉伸模式,試驗條件:溫度掃描范圍0~110℃,振幅5%,頻率10Hz,升溫速率2℃·min-1。硬度和拉伸性能按照相應國家標準測試。

  2結果與討論

  2.1化學組分

  3個品牌不同規格巨型工程機械子午線輪胎基部膠的化學組分分析結果見表1。由表1可以得出如下結論。(1)同一品牌不同規格輪胎基部膠化學組分相似,可以基本確定同一品牌不同規格輪胎使用同一基部膠配方。(2)3個品牌輪胎基部膠均選用全天然橡膠(NR),利用NR力學性能、抗切割性及生熱性能等多方面優勢,這符合全鋼載重子午線輪胎設計特點;B品牌和M品牌輪胎基部膠溶劑抽出物用量僅為4~7份,按照經驗判斷配方中沒有添加操作油,同時未添加增粘樹脂或其用量較小,G品牌輪胎基部膠溶劑抽出物用量在11份左右,判斷配方中使用少量的操作油,預計其用量為3~5份,總體而言,3個品牌輪胎基部膠未使用填充油或其用量不大,有對膠料物理性能及生熱性能等方面的考慮;3個品牌輪胎基部膠氧化鋅用量并無特別之處,B品牌、M品牌和G品牌輪胎基部膠氧化鋅用量分別約為3,4.5和4份;3個品牌輪胎基部膠均選用同類防護體系,無特別之處。(3)B品牌和M品牌輪胎基部膠炭黑氮吸附比表面積均為75m2·g-1左右,G品牌輪胎基部膠約為95m2·g-1,說明3個品牌輪胎基部膠均使用高耐磨炭黑,從膠料生熱和強度方面考慮,推測B品牌和M品牌輪胎基部膠使用炭黑N330或N326,G品牌輪胎基部膠使用炭黑N375;3個品牌輪胎基部膠均使用了白炭黑,其中B品牌僅使用3份左右,推斷為某種原材料的載體,若配方中特意使用3份左右白炭黑,猜測其作用是為了適當提高膠料的拉斷伸長率;M品牌和G品牌輪胎基部膠分別使用了10和20份左右的白炭黑;M品牌和G品牌輪胎基部膠中有質量分數為0.04~0.06的硅烷,目的應該是提高白炭黑的分散性并降低膠料生熱,由于質量分數小于0.10,推斷目的是平衡膠料的生熱與拉斷伸長率;3個配方總體補強劑用量不大,尤其是B品牌和M品牌輪胎基部膠炭黑和白炭黑用量在45份左右,從膠料生熱方面進行了重點考慮。

  2.2物理性能

  3個品牌不同規格巨型工程機械子午線輪胎基部膠物理性能測試結果見表2。由表2可以看出:M品牌和G品牌輪胎基部膠邵爾A型硬度相當,約為63度,B品牌輪胎基部膠略低,這與B品牌輪胎基部膠中填料少有關;100%定伸應力呈現出與硬度相同的趨勢,而300%定伸應力趨勢有所不同,就40.00R57規格而言,M品牌輪胎基部膠300%定伸應力最高,達到17.9MPa,B品牌與G品牌輪胎基部膠相當,分別為16.5和16.1MPa;3個品牌輪胎基部膠均具有較高的拉伸強度,尤其是B品牌和M品牌輪胎基部膠拉伸強度可達到30MPa以上,這對于硫化時間較長的巨型工程機械子午線輪胎而言是非常難得的,說明3個品牌尤其是B品牌和M品牌巨型工程機械輪胎在硫化工藝方面有非常高的技術水平,使用了超低溫硫化工藝,輪胎總體過硫化程度控制很好;3個品牌輪胎基部膠的拉斷伸長率維持在450%~500%,屬于中等過硫化程度,總體趨勢是輪胎規格越大,基部膠拉斷伸長率相應降低。

  2.3生熱性能

  B品牌27.00R49和33.00R51、M品牌37.00R57、G品牌27.00R49和40.00R57輪胎基部膠的動態損耗因子分別為0.0345,0.0394,0.0476,0.0609和0.0688。可見對于同一品牌而言,輪胎規格越大,基部膠的動態生熱損耗因子越大,推斷是規格越大,輪胎硫化時間越長,膠料過硫化程度越高所致;3個品牌輪胎基部膠損耗因子均維持在較低水平,尤其是B品牌和M品牌輪胎基部膠,其中以B品牌輪胎基部膠損耗因子最小,結合B品牌和M品牌輪胎基部膠的物理性能數據,認為這兩個品牌輪胎基部膠在物理性能和生熱兩個方面較G品牌有明顯優勢。

  3結論

  對B,M和G三個品牌巨型工程機械子午線輪胎基部膠進行了化學組分、物理性能及動態生熱分析,得到如下結果。(1)3個品牌輪胎基部膠均采用全NR和高耐磨炭黑,其中M品牌和G品牌還使用了白炭黑與硅烷配合。(2)3個品牌輪胎基部膠均具有較高的拉伸強度和定伸應力,其中B品牌和M品牌輪胎基部膠拉伸強度可達30MPa。(3)3個品牌輪胎基部膠均具有較低的動態損耗因子,其中B品牌損耗因子最小、生熱最低。

  參考文獻:

  [1]王若云,賀建蕓,胡永康,等.輪胎膠料的動態力學性能研究[J].橡膠工業,2017,64(1):14-18.

  作者:高利 劉娟 劉亮亮 谷寧 單位:三角輪胎股份有限公司


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