马洪海等中乙烯基聚丁二烯橡胶在载重斜交轮胎胎冠胶中的应用4 9中乙烯基聚丁二烯橡胶在载重斜交 轮胎胎冠胶中的应用马洪海，陈祖权，张万生，陈德亮( 桦林轮胎股份有限公司，黑龙江牡丹江1 5 7 0 3 2 )摘要：试验对比中乙烯基聚丁二烯橡胶( M V B R ) 和B R 9 0 0 0 基本物理性能的差异和在胎冠胶中的应用效果。试验结果表明，M V B R 的硫化速率较低，但抗温滑性更好，综台性能优于B R 9 0 0 0 。M V B R 可以部分或全部替代B R 9 0 0 0用于载重斜交轮胎胎冠胶。关t 词：中乙烯基聚丁二烯橡胶；B R ；载重斜交轮胎I 胎冠腔l 抗湿滑性聚丁二烯橡胶由丁二烯单体在定向聚合催化剂的作用下溶液聚合而成。聚丁二烯橡胶结构规整和分子链柔顺等固有的特性使其具有优异的耐磨性、很高的弹性和很好的耐低温性能，但它同时具有抗湿滑性差的严重缺陷，在轮胎胎冠胶中必须与N R 或S B R 并用。如何既保持聚丁二烯橡胶固有的优点，又改善其抗湿滑性能呢? 人们研究发现，玻璃化温度t 在一7 0 左右的橡胶同时兼具良好的耐磨性、弹性和抗湿滑性，如N R 的玻璃化温度为一7 3，其综合性能很好。为了提高聚丁二烯橡胶的t ( 由一I i 0 提高到一7 3 ) ，人们尝试将1 ，2 一链节( 侧乙烯基) 引入聚丁二烯橡胶分子中，并发现，随着1 ，2 一链节含量的增大，聚丁二烯橡胶的t 提高，当1 ，2 一链节质量分数为0 3 5 0 5 5 时，聚丁二烯橡胶的t 在一5 0 一7 0 之间( 与N R 的一7 3和溶聚S B R 的一7 0 相近) 。这是因为，乙烯侧基的引入增大了碳一碳单键内旋转的阻力，改变了分子间的作用力，降低了链的柔性，破坏了链的规整性，使之成为无定形的中乙烯基聚丁二烯橡胶，同时，与分子链柔性有关的性能，如耐寒性、弹性、耐磨性、抗湿滑性和加工性能也都发生了变化，并最终赋予聚丁二烯橡胶以较好的综合性能。本工作着重研究了中乙烯基聚丁二烯橡胶( M V B R ) 在载重斜交轮胎胎冠胶中的应用效果。1 实验I 1 主要原材料N R ，3 8 烟胶片，泰国产品；B R ，牌号9 0 0 0 ，中国石化北京燕化石油化工股份有限公司产品；M V B R ，侧乙烯基质量分数为0 4 5 ，中国石化北京燕化石油化工股份有限公司产品。1 2 试验设备X K 一1 6 0 型开炼机；9 0 0m m 9 0 0n l i l l3 层平板硫化机，上海第一橡胶机械厂产品；X M - 1 4 0 2 0型密炼机，大连冰山橡塑股份有限公司产品；R 1 0 0 型硫化仪；T 1 0 型电子拉力试验机，美国孟山都公司产品。I 3 胶料制备与性能测试小配合胶料在X K 一1 6 0 型开炼机上混炼。大配合胶料在X K 一1 4 0 2 0 型密炼机上采用二段法混炼，一段1 0r a i n ，二段7m i n 。胶料的物理性能按相应国家标准测试。2 结果与讨论2 1 工艺性能M V B R 料的混炼分散性、包辊性、自粘性、挤出时的操作性和半成品的尺寸稳定性均与B R 9 0 0 0 胶料相近，但混炼时的温升略大，M V B R料混炼排胶温度为1 4 0 。B R 9 0 0 0 胶料的排胶温度为1 3 5 ，恰恰反映出M V B R 中的侧乙烯基远大于B R 9 0 0 0 的侧基，因此其旋转位阻更高，内摩擦大，从而造成升热较大。第1 3 届全国轮胎技术研讨会论文集2 2 化学分析和基本配方试验化学分析结果见表1 。裹1M V B R 和B R 9 0 0 0 的化学分析结果由表1 可见，M V B R 与B R 9 0 0 0 的化学分析结果基本相近。基本配方试验以M V B R 和B R 9 0 0 0 分别为主体材料制成胶料进行对比试验，试验结果如表2 所示。表2M V B R 和B R 9 0 0 0 基本性能试验结果注：试验配方组分和用量为B R 9 0 0 0 ( M V B R )1 0 0 ，氧化锌4 ，硬脂酸2 ，防老荆l ，炭黑N 3 3 05 0 ，促进剂C Zo 7 ，硫黄1 5 。由表2 可见，M V B R 与B R 9 0 0 0 的拉伸性能基本相当，硫化后的交联程度也相当，混炼胶的流动性差别不大，加工安全性能也相近，而M V B R的硫化速率( 用t 。一t 。表示) 比B R 9 0 0 0 略慢一些。分析认为，因为M V B R 分子链上的侧乙烯基受高分子的屏蔽效应，交联受阻，活性降低，因此其硫化速度减慢。2 3 实用配方试验采用载重斜交轮胎胎面胶配方分别进行了小配合和大配合试验。为了增强结果的可比性，试验中将M V B R 胶料中的促进剂C Z 用量增加了0 1 份。试验结果见表3 。衰3M V B R 与B R 9 0 0 0 实用配方试验结果注 试验配方组分和用量为N R5 0 ，B R ( M V B R ) 5 0 t 氧化锌3 ，硬脂酸3 防老剂R D1 5 t 石蜡1 ，炭黑N 2 2 05 3 ，高芳烃油6 ，促进剂C Z0 7 ( M V B R 胶料中为0 8 ) ，促进剂4 0 1 0 N A1 硫黄1 2 。由表3 可见，调整配方后，小配合和大配合试验中，M V B R 与B R 9 0 0 0 胶料均表现出相近的硫化特性。硫化程度、胶料流动性和加工安全性等性能相当。与B R 9 0 0 0 胶料相比，M V B R 料的邵尔A 型硬度、3 0 0 定伸应力和拉伸强度均有提高，撕裂强度降低，阿克隆磨耗量略有增大，但增量不大，还在同一个数量级，证明侧乙烯基的引入对B R 固有的特性有所改变。应当指出的是，经l o o 4 8h 热空气老化后，M V B R 料的拉伸强度保持率在8 1 以上，而B R 9 0 0 0 胶料的拉伸强度保持率仅为7 1 左右，说明M V B R 的耐老化性能优于B R 9 0 0 0 胶料。2 4 成品试验为进一步考察M V B R 的性能，用与实用配方试验相同的胶料配方制做了胎冠胶，并生产了9 o o 一2 01 6 P R 轮胎进行成品对比试验，试验结果见表4 。马洪海等中乙烯基聚丁二烯橡胶在载重斜交轮胎胎冠胶中的应用5 1表4M V B R 和B R 9 0 0 0 成品胎冠胶物性试验结果由表4 可见，M V B R 和B R 9 0 0 0 成品物性试验结果与半成品试验结果吻合。M V B R 的拉伸性能和磨耗量与B R 9 0 0 0 相当。2 5 里程试验实际里程试验在江西省多雨潮湿的吉安地区进行。经一年多的行驶，M V B R 试验轮胎的平均行驶里程为7 45 1 6k m ，累计平均磨耗为50 1 5k m m m ，均与B R 9 0 0 0 试验轮胎相当( B R 9 0 0 0试验轮胎的此两项性能分别为7 53 0 2k m 和52 5 1k m m m - 1 ) 。参加试验的司机均反映，M V B R 试验轮胎的抗滑性有明显改善，优于B R 9 0 0 0 试验轮胎。3 结论( 1 ) 与B R 9 0 0 0 胶相比，M V B R 的硫化速率较低，应用中需适当调整硫化体系。( 2 ) M V B R 抗湿滑性好，综合性能优于B R 9 0 0 0 。( 3 ) M V B R 可以部分或全部代替B R 9 0 0 0 用于轮胎胎冠胶中。