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低滚阻翻新轮胎配方开发及制备

低滚阻翻新轮胎配方开发及制备

作者：管恩政青岛科技大学

学位级别：硕士

本文通过从研究白炭黑的硅烷化反应程度入手,研究了混炼温度和硫化温度对轮胎胎面胶配方损耗因子Tanδ的影响,并优选了低滚阻翻新胎面配方与常规高耐磨配方及TBR低滚阻胎面配方进行了性能比对。在优选配方进行车间大料生产时,对比了现... 详细信息

本文通过从研究白炭黑的硅烷化反应程度入手,研究了混炼温度和硫化温度对轮胎胎面胶配方损耗因子Tanδ的影响,并优选了低滚阻翻新胎面配方与常规高耐磨配方及TBR低滚阻胎面配方进行了性能比对。在优选配方进行车间大料生产时,对比了现在存在的三种不同混炼工艺设备对低滚阻胎面配方加工性能及白炭黑硅烷化反应程度的影响;使用低滚阻配方在串联密炼机一次法设备上混炼制成的混炼胶,使用该混炼胶生产的预硫化胎面配合专用胶浆进行了翻新胎的试制。结果表明:混炼温度对白炭黑补强配方硅烷化反应程度和损耗因子Tanδ影响很大,最佳的混炼条件是150℃下混炼200秒;硫化温度越高损耗因子Tanδ越大,越不利于轮胎滚动阻力的降低,150℃硫化是损耗因子Tanδ和生产效率平衡的最佳硫化温度。本研究中优选的低滚阻翻新胎面配方物性与高耐磨翻新胎面配方相当,磨耗略低,高温下的损耗因子Tanδ低46.1%;与TBR低滚阻胎面胶配方相比,阿克隆磨耗和DIN磨耗性能有明显提升,且高温下的损耗因子Tanδ略低1.3%,是用于长途运输类卡客车拖车轮翻新胎的理想配方。在混炼胶制备时对比了常规分段法混炼工艺、低温一次法工艺和串联密炼机一次法工艺,三种工艺对门尼粘度的降低效果相当,串联密炼机一次法混炼胶表现出了最优的挤出加工性--挤出尺寸波动小、停放后收缩最小和最佳的硅烷化反应程度,且生产效率最高,能耗最低,是进行白炭黑补强胎面胶混炼的最佳工艺选择。使用低滚阻翻新胎面配方在串联密炼机一次法设备上混炼制成混炼胶,使用该混炼胶生产的预硫化胎面配合专用胶浆生产的翻新轮胎,滚动阻力系数较常规胎面翻新胎低22.8%,达到了美国EPA关于Smartway的认证标准,产品已经获得认证证书;路试胎测试表明翻新胎质量良好,平均磨耗1.1-1.3km/mm,预计单胎行驶里程可达13万-15万千米。

关键词：低滚阻翻新胎硅烷化反应白炭黑 TBR SMARTWAY 串联密炼机

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低滚阻轮胎橡胶材料的制备与性能研究

低滚阻轮胎橡胶材料的制备与性能研究

作者：王伟青岛科技大学

学位级别：硕士

本文考察了不同溶聚丁苯橡胶（SSBR）结构、不同顺丁橡胶（BR）结构以及硅烷偶联剂含量对低滚阻胎面胶综合性能的影响,以及低生热低滚阻的胎侧胶的制备与应用研究。采用链末端单官能团和多官能团化学改性的SSBR与BR复合制备胎面胶,发现... 详细信息

本文考察了不同溶聚丁苯橡胶（SSBR）结构、不同顺丁橡胶（BR）结构以及硅烷偶联剂含量对低滚阻胎面胶综合性能的影响,以及低生热低滚阻的胎侧胶的制备与应用研究。采用链末端单官能团和多官能团化学改性的SSBR与BR复合制备胎面胶,发现,采用多官能团化学改性的SSBR比链末端单官能团SSBR的填料分散性好,门尼焦烧持续时间长,最大转矩、硬度和胶料的拉伸强度小,撕裂强度高,Payne效应减弱,滚动阻力减小,抗冰滑性能好,而胶料抗湿滑性能和胶料干抓性能差。研究了不同结构的顺丁橡胶对白炭黑填充SSBR/BR复合胶料的各种性能的影响。发现钕系顺丁橡胶（Nd BR）的硫化胶门尼粘度大、门尼的焦烧时间短、最大转矩大、正硫化时间长,胶料的硬度和胶料拉伸的强度大,胶料滚动的阻力减小,抗冰滑性能变好,但同时抗湿滑和耐磨性能变差。本文还发现:复合胶料中添加硅烷偶联剂（Si69）有利于改善胎面胶的抗湿滑性和抗冰滑性、耐磨性,对胶料滚动时的阻力的影响不大。Si69含量分别为8%和10%时,胶料的硬度和综合力学性能优异。在胎侧胶配方中,与镍系顺丁橡胶（Ni BR）相比,Nd BR的最大转矩、门尼的粘度大,焦烧过程持续时间短;胎侧胶料的整体硬度、拉伸强度、回弹性得到显著性的提升,胎侧胶滚动时的阻力降低。胶料中白炭黑越多,胎侧胶的门尼粘度越大,焦烧的时间越短,拉断伸长率提高,撕裂的强度和回弹性能都越大,胎侧胶在滚动时的阻力越小。

关键词：低滚阻溶聚丁苯橡胶顺丁橡胶胎面胶胎侧胶

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低滚阻改性沥青混合料性能研究

低滚阻改性沥青混合料性能研究

作者：郝冠奇山东建筑大学

学位级别：硕士

在车辆的行驶过程中会因车轮与行使路面的接触而产生滚动阻力,而机动车能耗会随着滚动阻力的增加而增加,从而消耗更多的石油并产生更多污染。针对滚动阻力的研究目前集中在汽车轮胎领域,研究者通过降低橡胶轮胎材料的应变滞后性从而减... 详细信息

在车辆的行驶过程中会因车轮与行使路面的接触而产生滚动阻力,而机动车能耗会随着滚动阻力的增加而增加,从而消耗更多的石油并产生更多污染。针对滚动阻力的研究目前集中在汽车轮胎领域,研究者通过降低橡胶轮胎材料的应变滞后性从而减少轮胎在行驶过程中的动态生热。本研究将轮胎行业中用以衡量汽车行驶过程中产生能耗大小的关键技术指标损耗因子tanδ引入道路材料研究领域,用来表征沥青材料在受到外界荷载时材料内部生热大小和材料抵抗外界变形的能力。本研究自主开发了一种可以显著降低沥青材料损耗因子的HPT改性剂,并研究其对沥青材料粘弹性能、抗永久变形等性能的影响,和对沥青混合料路用性能与力学性能的影响。首先,在制得HPT复合改性沥青的前提下对比分析了改性剂对沥青材料路用性能、粘弹性能、流变等性能的影响,得出结果:相较于原样SBS改性沥青,低滚阻复合改性沥青的相位角与损耗因子会随温度升高或加载频率的降低而不断减小。低滚阻改性剂可使沥青材料的粘性模量即损失模量增长速率降低,贮存模量即弹性模量尽量保持不变或降低其衰减速率,使沥青贮存模量在高温条件下所占比例相较于原样沥青增大,损失模量占比减小,显著降低高温条件下沥青材料产生的永久变形,提升材料的高温性能和变形恢复能力。本研究以降低损耗因子20%且不损失其他性能为原则,最终确定低滚阻改性剂最佳掺量为1.5%。其次,根据沥青路面面层的结构特点及针对低滚阻沥青混合料的生产应用,本研究选定SMA-13、AC-20两种混合料类型,在确定适用于低滚阻改性沥青混合料级配的基础上,分析对比了低滚阻改性剂对沥青混合料路用性能的影响,试验结果显示:低滚阻改性剂的添加可显著提升混合料的高稳定性,使动稳定度值增加50%左右;通过增大沥青与集料粘附性而改善混合料的水稳定性;通过提升沥青中弹性模量的比例从而增大混合弹性可恢复变形比例,降低混合料在重复荷载作用下的能量耗散,使混合料体现出更好的抗疲劳性能。但低滚阻改性剂的掺入也会使混合料损失一部分的低温性能,使复合改性沥青混合料的低温抗裂性能变差,因此在高温车流量较大的地区SBS-HPT复合改性沥青混合料的应用前景较为广泛。最后,通过对比分析混合料力学性能试验得出的动态模量、相位角等指标结果,拟合相应动态模量与相位角主曲线的方程可得:低滚阻改性剂可以在不损失低温高频条件下混合料低温性能的基础上,提高混合料高温低频条件下的动态模量并显著降低混合料的相位角,建立了低滚阻改性沥青混合料的损耗因子与低滚阻改性沥青损耗因子之间的联系,也证明了低滚改性剂可使材料抵抗更大的外界荷载,减少材料永久变形的改性作用。

关键词：低滚阻复合改性沥青复合改性沥青混合料损耗因子混合料路用性能混合料力学性能

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低滚阻轮胎对6×4牵引车燃油经济性的影响

汽车实用技术 2017年第24期14卷 97-98页

作者：李露王登平李林安徽江淮汽车集团股份有限公司安徽合肥230601

轮胎在水平道路上行驶时受到的受到的轮胎行驶方向上的分力称为轮胎的滚动阻力;低滚阻轮胎是指由于滚动阻力较低而能够节省汽车燃油的轮胎。研究低滚阻轮胎对6×4牵引车燃油经济性的影响,能使汽车和轮胎生产厂家更好的进行整车匹配,为... 详细信息

轮胎在水平道路上行驶时受到的受到的轮胎行驶方向上的分力称为轮胎的滚动阻力;低滚阻轮胎是指由于滚动阻力较低而能够节省汽车燃油的轮胎。研究低滚阻轮胎对6×4牵引车燃油经济性的影响,能使汽车和轮胎生产厂家更好的进行整车匹配,为客户创造更多的价值。

关键词：低滚阻燃油经济性

抗撕裂树脂在全钢低滚阻轮胎胎面配方中的应用

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橡塑资源利用 2020年第2期 19-23页

作者：张伟李万岭褚风民天津市橡胶工业研究所有限公司天津300384

本文研究了几类抗撕裂树脂在全钢低滚阻胎面配方中的应用,结果表明,使用抗撕裂树脂能够有效的提高配方的抗撕裂性能,但会加重配方的滞后损失,降低配方的耐磨性能。

关键词：抗撕裂树脂低滚阻

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新型低滚阻式配气机构的虚拟评估方法

上海汽车 2017年第6期 31-35页

作者：陈凯潘琼瑶王慧玲王亚泛亚汽车技术中心有限公司上海201201

减少配气机构摩擦功对于进一步降低发动机油耗意义重大。文章介绍了一种采用滚动轴承的低滚阻式配气机构,并运用CAE虚拟分析方法对结构受力的动态特性、零部件间的振动耦合进行了系统的分析和研究,不仅掌握了该类型配气机构的特性参数,... 详细信息

减少配气机构摩擦功对于进一步降低发动机油耗意义重大。文章介绍了一种采用滚动轴承的低滚阻式配气机构,并运用CAE虚拟分析方法对结构受力的动态特性、零部件间的振动耦合进行了系统的分析和研究,不仅掌握了该类型配气机构的特性参数,而且为后续问题解决与设计优化提供了指导。最后,通过与试验结果的对比分析,完善了配气机构的虚拟评估方法,将摇臂载荷频率特性、凸轮轴与气门固有频率分布等技术参数纳入作为新的评估指标。

关键词：配气机构低滚阻虚拟评估频率分布

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稀土顺丁橡胶在电动汽车轮胎中的应用

石油化工 2024年第7期53卷 999-1005页

作者：荣钢中国石化化工销售有限公司华北分公司北京100028

电动汽车的快速发展对汽车轮胎提出更高的技术要求,轮胎中橡胶原料的选择对提升轮胎性能具有至关重要的作用。研究了稀土顺丁橡胶在电动汽车轮胎中的应用。实验结果表明,中国石化燕山石化公司生产的稀土顺丁橡胶Nd40制备的胎面胶的基本... 详细信息

电动汽车的快速发展对汽车轮胎提出更高的技术要求,轮胎中橡胶原料的选择对提升轮胎性能具有至关重要的作用。研究了稀土顺丁橡胶在电动汽车轮胎中的应用。实验结果表明,中国石化燕山石化公司生产的稀土顺丁橡胶Nd40制备的胎面胶的基本物理机械性能优异,滚动阻力低于国外稀土顺丁橡胶A1和国产镍系顺丁橡胶BR9000。使用Nd40制备的胎侧胶强度高、生热低、屈挠龟裂性能优异,有利于延长轮胎寿命。使用Nd40制备的205/55R1691V型电动汽车轮胎滚阻性能达到A级,制备的235/45ZR1898W型电动汽车轮胎湿路面抓着性能达到B级、滚阻性能为C级,满足国内电动车厂商的要求。

关键词：稀土顺丁橡胶电动汽车轮胎胎面胶胎侧胶低滚阻

白炭黑硅烷化程度对胶料性能及轮胎滚动阻力的影响

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白炭黑硅烷化程度对胶料性能及轮胎滚动阻力的影响

作者：李华哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着人们对节约能耗愈发的重视,低滚阻轮胎的开发成为轮胎企业的工作重点之一,白炭黑是轮胎行业公认可以降低轮胎滚动阻力的填料,是轮胎行业中最重要的填料之一。与传统的炭黑相比,配合硅烷偶联剂使用的白炭黑,可以赋予轮胎更加优异的... 详细信息

随着人们对节约能耗愈发的重视,低滚阻轮胎的开发成为轮胎企业的工作重点之一,白炭黑是轮胎行业公认可以降低轮胎滚动阻力的填料,是轮胎行业中最重要的填料之一。与传统的炭黑相比,配合硅烷偶联剂使用的白炭黑,可以赋予轮胎更加优异的性能。由于白炭黑自身的表面强极性,使得白炭黑粒子极易团聚、难以分散,而与硅烷进行硅烷化反应可以改善这一问题。本文通过调整混炼工艺、优化部分原材料的投入顺序、引进新型助剂等方法来改善白炭黑的分散,探讨改善硅烷化反应程度的可行性,并通过相关测试来研究硅烷化反应程度对混炼胶性能及轮胎滚动阻力的影响。本文通过延长硅烷化反应时间、分开投入白炭黑、滞后加入氧化锌与防老剂4020、提前加入促进剂DPG、引入白炭黑分散剂、引入新型巯基硅烷的几种手段来探讨提高白炭黑硅烷化反应程度的可行性,结果表明,以上方法均可以带来白炭黑胶料硅烷化反应程度的提高,且同时降低胶料的生热。硅烷化反应时间从0s提高到120s,可以降低Payne效应36.6%;分开投入白炭黑,可以降低Payne效应3.6%;滞后加入氧化锌,可以降低Payne效应7.9%;滞后加入防老剂4020,可以降低Payne效应3.1%;提前加入促进剂DPG,可以降低Payne效应2.0%;引入白炭黑分散剂,可以降低Payne效应8.7%;引入新型巯基硅烷NXT且补充硫含量,可以降低Payne效应4.6%。通过以上方法对实际生产配方进行优化,测试结果表明,优化带来了白炭黑硅烷化反应程度的提高,且降低了胶料的生热。使用改善前后的混炼胶试制轮胎并进行滚动阻力测试,结果显示提高胎面胶硅烷化反应程度37.2%可以降低轮胎滚动阻力6.2%。

关键词：白炭黑硅烷化反应低生热低滚阻

聚丁二烯橡胶-聚氨酯弹性体的设计、制备与性能研究

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聚丁二烯橡胶-聚氨酯弹性体的设计、制备与性能研究

作者：程仕华北京化工大学

学位级别：硕士

随着绿色轮胎行业的快速发展和限制轮胎油耗的法律法规颁发,低滚阻轮胎材料的开发越来越重要,聚丁二烯型聚氨酯弹性体具有低滚阻、耐磨性、耐溶剂性等性能,为下一代轮胎材料奠定了基础。目前主要应用分子量分布宽、官能度大于2、自由基... 详细信息

随着绿色轮胎行业的快速发展和限制轮胎油耗的法律法规颁发,低滚阻轮胎材料的开发越来越重要,聚丁二烯型聚氨酯弹性体具有低滚阻、耐磨性、耐溶剂性等性能,为下一代轮胎材料奠定了基础。目前主要应用分子量分布宽、官能度大于2、自由基聚合合成的羟基封端聚丁二烯（FHTPB）合成聚丁二烯型聚氨酯弹性体。我们利用阴离子聚合合成具有等长链结构的羟基封端聚丁二烯（AHTPB）,合成聚氨酯弹性体后,与天然橡胶共硫化,探究将聚氨酯弹性体应用于翻新胎胎面的可能性。本文第一部分（第三章）,利用萘锂引发剂引发丁二烯的阴离子聚合反应,合成分子量可控、分子量分布窄、官能度接近2的AHTPB。聚合过程中的假凝胶现象,分析为O-Li+活性中心相互谛合,并且谛合中心与聚丁二烯主链形成金属羰基配位键,体系粘度急剧增大;添加醇钠盐、使用二甲基环氧乙烷为封端剂、调节聚合溶剂极性仍会出现假凝胶,不能提高官能度;降低聚合单体浓度至2%以下不会出现假凝胶现象,合成了官能度1.95左右、分子量可控、1,2结构含量为87%-90%的AHTPB。本文第二部分（第四章）,分析聚氨酯弹性体的性能影响因素。聚丁二烯型聚氨酯弹性体的硬段含量从20%提高到30%,Tg从-80℃提高到-65℃,拉伸强度由4.0 MPa提高到6.1 MPa,断裂伸长率从430%降低到310%,硬段的相分离尺寸从109nm降低到91 nm。后固化时间由一周延长至四周,拉伸强度提高1.7倍,伸长率降低55%,四周后机械性能逐渐稳定。扩链剂中BDO:TMP的比例从95:5变化至75:25,对应聚氨酯弹性体的拉伸强度提高1.05倍,伸长率降低10%。AHTPB基和FHTPB基聚氨酯弹性体的拉伸强度分别为6.8 MPa、4.1 MPa,断裂伸长率分别为480%和420%,AHTPB基聚氨酯弹性体的60℃损耗因子较高。本文第三部分（第五章）,研究聚丁二烯型聚氨酯弹性体与天然橡胶的剥离强度,天然橡胶的预硫化程度越低,与聚氨酯弹性体的剥离强度越高;聚氨酯弹性体充分后固化后,剥离强度随聚氨酯弹性体硬段含量的提高而降低,硬段含量从20%提高到30%,剥离强度从5.18 KN/m降低至4.50KN/m,相比聚氨酯混炼胶与天然橡胶0.54KN/m的剥离强度提升10倍,为废旧轮胎的翻新利用、减少环境污染奠定了基础。

关键词：羟基封端聚丁二烯聚氨酯弹性体低滚阻共硫化