用于高性能轮胎的标准和改性NdBR

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稀土顺丁橡胶国内外发展现状及前景分析_崔小明

有较高顺式 1,4- 结构含量，较低 -1,2 结构含量，且相对分子质量较大，分子链具有高度线性。当需要改善轮胎使用性能时，可选用标准级 Neocis BR40 代替传统顺丁橡胶，而在需要提高轮胎使用性能时可考虑使用 BR60 和 BROE，其加工性能非常好。意大利 Polimeri Europa 公司稀土顺丁橡胶的产品规格指标见表 2。
表 4 锦州石油化工公司稀土顺丁橡胶产品规格指标
项目
产品牌号 BR9100-41 BR9100-47
顺式 1，4- 结构含量 /%
97
97
1，2- 结构含量 /%
1.1
0.8
门尼粘度 [ML(1+4)100℃ ] 38~44
44~50
Mw×10-4
54.4
59.0
Mn×10-4
18.6
18.6
BR9100-53 97 0.7
5. 华宇橡胶有限责任公司华宇橡胶有限公司原来属于山东玉皇化工有限公司橡胶分公司，2010 年开始公司独立经营。2012 年采用中科院长春应用化学研究所技术建成目前我国最大的稀土顺丁橡胶生产装置，装置生产能力为 8.0 万吨／年（可切换生产镍系顺丁橡胶）。华宇橡胶有限责任公司稀土顺丁橡胶产品规格指标见表 5。
14 中国橡胶
近几年，为适应高速公路和高性能轮胎的发展需要，我国先后有新疆独山子石化公司、北京燕山石化公司以及山东华宇橡胶有限责任公司等企业先后建成工业生产装置，并实现工业化生产。
2013 年，全世界稀土顺丁橡胶的总生产能力约为 67.5 万吨，其中中国是世界上最大的稀土顺丁橡胶生产国家，生产能力为 20.5 万吨 / 年，约占总生产能力的 30.4%。主要的生产厂家有德国朗盛公司（生产能力为 10.0 万吨 / 年）、意大利欧洲聚合物公司（生产能力为 8.0 万吨 / 年）、俄罗斯 NKNH 公司（生产能力为 3.0 万吨 / 年）、俄罗斯 Sibur 公司 ( 生产能力为 3.0 万吨 / 年 )、韩国锦湖石化公司（生产能力为 5.0 万吨 / 年）、日本 JSR 公司（生产能力为 8.0 万吨 / 年）、南非 Karbochem 公司（生产能力为 2.0 万吨 / 年）、中国台湾奇美公司（生产能力为 6.0 万吨 / 年）、巴西 Petroﬂex 公司（生产能力为 2.0 万吨 / 年）、中石油锦州石油化工公司（生产能力为 1.5 万吨 / 年）、中石油独山子石油化工公司（生产能力为 3.0 万吨 / 年）、中石化北京燕山石油化工公司（生产能力为 3.0 万吨 / 年）、山东华宇橡胶有限责任公司（生产能力为 8.0 万吨 / 年）以及山东淄博齐翔腾达化工股份有限公司（生产能力为 5.0 万吨 / 年）等。

高性能轿车轮胎胎面材料应用发展趋势

高性能轿车轮胎胎面材料应用发展趋势任福君（中策橡胶集团有限公司，浙江杭州 310018）摘要：从溶聚丁苯橡胶（SSBR ）、顺丁橡胶（BR ）、天然橡胶（NR ）、补强材料和硅烷偶联剂等方面阐述在平衡高性能轮胎湿地抓着性能、滚动阻力和耐磨性能方面新型材料，包括改性SSBR 和BR 、液体BR 、环氧化NR 、白炭黑与其他无机填料共沉形成的杂合材料、新型硅烷偶联剂等的应用技术和发展趋势。

关键词：轿车轮胎；胎面材料；溶聚丁苯橡胶；顺丁橡胶；天然橡胶；补强材料；硅烷偶联剂；动态力学性能中图分类号：TQ336.1；TQ333.1/.2 文章编号：1006-8171（2021）03-0162-05文献标志码：A DOI ：10.12135/j.issn.1006-8171.2021.03.0162汽车已经成为当今人类社会必不可少的交通工具，汽车行业在工业制造领域占有十分重要的地位，而轮胎作为汽车与地面接触的唯一部件，其重要性不言而喻。

据德国交通部门统计，1999年7月—2019年6月德国发生的有人员伤害交通事故36 092起，平均每年近2 000起，其中15%发生在与湿地抓着因素相关的情况下。

在环保方面，轿车8%～20%的燃料消耗用于克服轮胎的滚动阻力[1]；如果轮胎滚动阻力降低20%，则轿车每千米二氧化碳排放量可以减小约4 g ，平均每辆轿车每年可以节省燃油23 L 左右，按我国轿车保有量2.6亿辆计算，每年可节省燃油达478万t 。

胎面作为轮胎的重要组成部件，在轮胎滚动阻力、耐磨性能、抗湿滑性能方面都起着决定性的作用，而在通常情况下，这3种性能又相互制约。

随着生产技术的进步和材料的发展，胎面在突出轮胎产品主要性能以及平衡其他性能方面已经取得了很大的进步，其新型材料和配合技术起着至关重要的作用。

本文仅从胎面材料及配合领域阐述高性能轿车轮胎胎面材料的应用发展趋势。

1　溶聚丁苯橡胶（SSBR ）SSBR 是目前市场上依靠技术进步使用量提升最大的橡胶品种，据预测到2030年SSBR 的年消耗量可能达到44万t ，是世界主要合成橡胶公司开发的重点胶种[2]。

hnbr材料标准

hnbr材料标准HNBR材料是一种高性能工程橡胶材料，全称为氢化丁腈橡胶（Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber）。

它是在合成橡胶的基础上进行氢化处理而得到的一种高强度、高耐热、耐油性能优异的橡胶材料。

HNBR材料具有很高的化学稳定性，在高温、高压、浸泡在各种液体介质中，特别是油类介质中，都能表现出优异的性能。

HNBR材料的主要特点包括：1.耐油性：HNBR材料具有出色的耐油性能，能够在含油环境下工作，不易受到油类介质的侵蚀。

2.耐热性：HNBR材料具有较高的耐热性，可以在温度范围从-40°C到150°C之间工作，不易因高温而老化、硬化。

3.耐臭氧性：HNBR材料具有较好的耐臭氧性，能够在含有臭氧的环境中长期使用，不易受到臭氧的破坏。

4.抗疲劳性：HNBR材料具有较高的弹性恢复性，能够在循环负载下保持稳定的性能，不易发生疲劳断裂。

5.机械性能：HNBR材料具有较高的抗张强度、抗撕裂强度和断裂伸长率，能够承受较大的机械应力。

6.热氧老化性：HNBR材料具有较好的热氧老化性能，能够在长期暴露在含氧环境中不易发生老化。

HNBR材料的应用广泛，特别适用于汽车、航空航天、石油化工、冶金、采矿等行业。

在汽车行业中，HNBR材料常被用于制造发动机密封件、O型圈、油封、减震器等零部件。

在航空航天领域，HNBR材料常被用于制造高温、高压环境下的密封件和管道接头。

而在石油化工、冶金、采矿等行业中，HNBR材料则广泛应用于油气管道系统、化工阀门、密封装置等。

考虑到不同领域和应用的需求，国际上制定了各种HNBR材料的标准规范。

主要的标准包括美国ASTM D1418-16a、欧洲EN 549和EN 12300、德国DIN 7867等。

这些标准规定了HNBR材料的物理性能、化学性能、机械性能、耐热性、耐油性等指标要求，以确保材料的质量和稳定性。

HNBR材料的生产工艺主要包括橡胶合成、氢化处理、制粒和硫化。

高乙烯基SSBRBRNR硫化体系和填充体系的性能研究（精品论文）

硕士论文高乙烯基ＳＳＢＲ／ＢＲ］ＮＲ硫讫体系和填充体系的性能研究１绪论从二十世纪初至今，橡胶工业经历了百余年的发展历程。

橡胶制品对人类生产活动与日常生活起着重要作用，随着汽车工业的发展，轮胎用橡胶的研究也越来越受到学者的关注。

而在我国，汽车工业的发展尤其迅速，在亚洲市场汽车的销售情况如图１．１所示。

图１．１亚洲市场的汽车销售状况同时近年来，随着科技的进展，地球温室效应越来越严重，臭氧层被破坏，汽车尾气、工业废气等排放又对空气造成极大的污染，我们的生活环境受到了严重的威胁。

因此随着社会对环保的要求越来越高，人们对轮胎胎面胶的性能和安全提出了更高的要求，要求轮胎具有较高的安全性能和较低的能耗：轮胎性能的提高包括使用高性能的聚合物和设计好的轮胎结构，因此对轮胎用橡胶聚合物的要求主要包括：很好的抗湿滑性，低滚动阻力，低滞后损失，耐磨性，加工性，低成本。

Ｂｏｎｄ“１和Ｎｏｒｄｓｉｅｋ埘等研究指出，橡胶的抗湿滑性和滚动阻力与损耗因子ｔａｎ５值有关，橡胶在不同温度下的ｔａｎ８值能用来表征各种使用性能，参见图１．２。

一般认为，在一定的频率和变形条件下，６０℃左右的ｔａｎ６值可用来表征滚动阻力的大小，６０＂Ｃ左右的ｔａｎ６值越小，滚动阻力就越小，相应地，轮胎能耗少，汽车的节能性好；而０＂Ｃ左右的ｔａｎ６值可用来表征胶料的抗湿滑性，０１２左右的ｔａｎ６值越大，抗湿滑性就越好，汽车行驶安全性好。

在通用橡胶中胶料的抗湿滑性和低滚动阻力是相互矛盾的两个方亟脚。

即提高胶料的抗湿滑性常常会提高滚动阻力，因此，合成新型结构的橡胶材料、或对现有的橡胶进行改性以制备高性能的轮胎胎面胶引起了人们的兴趣”１。

硕士论文高乙烯基ＳＳＢＲ／Ｂ撇硫化体系和填充体系的性能研究图１．１．１机动车中能源损失比铡１．２溶聚丁苯橡胶的研究现状１．２。

１溶聚丁苯橡胶的改性技术为了适应降低轮胎滚动阻力的要求，出现了改性溶聚丁苯橡胶。

八十年代，国外各大公司，如美国的固特异、日本的旭化成、德国的拜耳等相继研究开发了改性的溶聚丁苯橡胶。

高顺式聚丁二烯复合橡胶VCR617在缺气保用轮胎胎侧支撑胶中的应用

高顺式聚丁二烯复合橡胶VCR617在缺气保用轮胎胎侧支撑胶中的应用倪海超，陈建军，薛彬彬，张鸣（山东华盛橡胶有限公司，山东广饶257300）摘要：研究高顺式聚丁二烯复合橡胶VCR617在缺气保用轮胎胎侧支撑胶中的应用。

结果表明：高顺式聚丁二烯复合橡胶VCR617代替钕系顺丁橡胶（NdBR）具有较好的补强增硬效果，胶料硬度、100%定伸应力、拉伸强度、撕裂强度提高，生热降低，抗湿滑性能较好；高顺式聚丁二烯复合橡胶VCR617作为胎侧支撑胶主体材料试制的成品轮胎零气压耐久性能提高9%，成品轮胎室内性能测试结果均满足国家标准要求，且优于采用NdBR的轮胎。

关键词：高顺式聚丁二烯复合橡胶；缺气保用轮胎；胎侧支撑胶；硬度；生热；抗湿滑性能；零气压耐久性能中图分类号：TQ332；TQ336.1 文章编号：1006-8171（2021）05-0299-04文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2021.05.0299OSID开放科学标识码（扫码与作者交流）近年来，为适应汽车产业节能减排的新时代、新形势下的发展需求，越来越多的汽车企业在高性能乘用车开发时选择采用缺气保用轮胎取代T 型轮胎（备胎），T型轮胎的取消可以实现汽车的轻量化和节能减排。

缺气保用轿车子午线轮胎（又称防爆轮胎）能在缺气或完全漏气的情况下，仍以正常时速（如80 km·h-1）安全行驶80 km左右的里程。

自体支撑型是缺气保用轮胎的主流类型，其胎侧支撑胶是缺气保用轮胎中的重要部件，在缺气状态下产生屈挠变形，以缓冲路面起伏不平带来的冲击，同时起到承受汽车自身质量的作用，在这种状态下运行，对缺气保用轮胎胎侧支撑胶的耐屈挠性能和生热提出了更高的要求[1]。

目前我国大部分轮胎企业在缺气保用轮胎中使用牌号为CB24和CB22的钕系顺丁橡胶（NdBR）作为胎侧支撑胶的主体材料，以使胶料具有良好的耐磨性能和弹性、较低的生热、较好的抗湿滑性能与较低的滚动阻力，符合绿色轮胎的制造和应用需求[2-4]。

高门尼粘度钕系顺丁橡胶

高门尼粘度钕系顺丁橡胶/溶聚丁苯橡胶/天然橡胶胎面胶的性能研究赵天琪1，周志峰1，张志强2（1.北京橡胶工业研究设计院有限公司，北京100143；2.中国石油天然气股份有限公司锦州石化分公司，辽宁锦州121001）摘要：基于半钢子午线轮胎胎面胶配方，将两种高门尼粘度钕系顺丁橡胶（NdBR）{记为NdBR-1#和NdBR-2#，门尼粘度[ML（1＋4）100 ℃]分别为67和72，相对分子质量分布指数分别为3.26和2.31}与溶聚丁苯橡胶（SSBR）和天然橡胶（NR）并用，并与镍系顺丁橡胶（牌号BR9000）和NdBR（牌号CB22）作对比，研究高门尼粘度NdBR/SSBR/NR胎面胶的性能。

结果表明：在BR/SSBR/NR三胶并用时，高门尼粘度NdBR的应用优势较明显；NdBR-2#胶料的综合性能优于NdBR-1#胶料，物理性能、滚动阻力及动态力学性能相当，抗裂口增长性能、抗切割性能和耐老化性能尤其突出，明显优于CB22胶料。

NdBR-2#更适用于BR/SSBR/NR并用体系。

关键词：门尼粘度；钕系顺丁橡胶；溶聚丁苯橡胶；天然橡胶；胎面胶；耐老化性能；抗切割性能中图分类号：TQ333.1/2；TQ332.6 文章编号：1006-8171（2024）01-0027-05文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2024.01.0027随着我国汽车保有量的增长和轮胎行业的快速发展，高性能轮胎的需求量不断增长[1]。

世界范围内环保法规的陆续出台及轮胎标签法的实施，对轮胎的滚动阻力、生热、耐磨性能以及综合性能提出了更加严苛的要求[2-4]。

钕系顺丁橡胶（NdBR）分子链结构规整、线性好，相对分子质量高及相对分子质量分布可调，具有良好的耐磨性能、耐疲劳性能以及低生热和低滚动阻力等[5]，符合高性能绿色轮胎对高速、安全、节能和环保方面的高要求，是开发高性能轮胎和节能轮胎的优选胶种[6-8]，需求量也越来越大[9]。

hnbr组成、特点、及主要用途

hnbr组成、特点、及主要用途摘要：一、hnbr 简介1.组成成分2.特点二、hnbr 的主要用途1.用于制作高性能轮胎2.作为润滑油的添加剂3.应用于其他橡胶制品正文：hnbr（氢化丁腈橡胶）是一种高性能的合成橡胶，由丁腈橡胶经过氢化处理而制成。

它具有良好的耐油、耐磨、耐高温和耐化学品腐蚀性能，因此在许多领域都有广泛的应用。

首先，hnbr 的主要组成成分是丁腈橡胶。

丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈共聚而成的，具有较好的耐油性能。

经过氢化处理后，hnbr 的耐油性能得到进一步提高，使其在许多苛刻的工况下都能保持良好的性能。

hnbr 的特点主要表现在以下几个方面：1.优异的耐油性能：hnbr 的耐油性能比普通丁腈橡胶更高，可以在油类介质中长时间工作而不发生溶胀和龟裂。

2.良好的耐磨性能：hnbr 的耐磨性能比普通丁腈橡胶提高了20% 左右，使其在磨损环境下具有更长的使用寿命。

3.较高的耐高温性能：hnbr 的耐高温性能比普通丁腈橡胶提高了30% 左右，使其在高温环境下仍能保持良好的性能。

4.耐化学品腐蚀性能：hnbr 对许多化学品具有较好的耐腐蚀性能，使其在化工领域具有广泛的应用。

hnbr 的主要用途包括：1.用于制作高性能轮胎：由于hnbr 具有优异的耐油、耐磨和耐高温性能，因此被广泛用于制作高性能轮胎。

这种轮胎在高速行驶、恶劣路面和高温环境下都能保持良好的性能，提高了行驶安全性和舒适性。

2.作为润滑油的添加剂：hnbr 可以作为润滑油的添加剂，提高润滑油的抗氧化性能和抗磨损性能，从而延长润滑油的使用寿命。

3.应用于其他橡胶制品：hnbr 还可以用于制作各种橡胶制品，如密封圈、垫片、O 形圈等。

官能化高性能轮胎用溶聚丁苯橡胶设计的关键差别化因素

官能化:高性能轮胎用溶聚丁苯橡胶设计的关键差别化因素任晓媛㊀编译㊀㊀以C O２为主的温室气体浓度增加造成的气候变化是一个严重的全球环境问题.已开发了轮胎新技术以减少C O２的排放.超过８０％的C O２排放发生在轮胎生命周期中的使用阶段.减少这些排放的关键问题是降低轮胎滚动阻力.在２０１２年１１月,车辆轮胎标准标签在整个欧洲成为强制标准.标签向客户提供了轮胎关于环境和安全特性的信息,旨在提升道路安全性和减少污染.欧盟条例要求轮胎制造商公布C１㊁C２和C３轮胎的燃油能效㊁湿路面抓地力等级和外部滚动噪音.已经开发了提升轮胎胎面性能以降低滚动阻力而不牺牲湿路面和冰路面牵引力的一些技术.为此,开发了改性聚合物(S S B R和B R)㊁改性填料(白炭黑和炭黑)和基于白炭黑或炭黑的填料Ｇ聚合物母胶.由于白炭黑是亲水性的,原料聚合物是疏水性的,有必要对白炭黑进行表面改性来保证胶料的适当混炼.这是由于白炭黑表面存在羟基基团,使得聚合物基体中的填料分散变得复杂化.解决这个问题的一种方法是通过偶联剂如双(３Ｇ三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(T E S P T)对白炭黑表面进行化学改性.开发了经结构优化的非官能化S S B R和官能化f xＧS S B R,以改善滚动阻力㊁牵引力和轮胎耐磨性.根据所需最终用途,设计了组成和微观结构有较大差异的S S B R,用于高性能轮胎胎面.还设计了f xＧS S B R提供特定聚合物Ｇ填料相互作用,改善填料分散,并有助于减少轮胎胎面胶的滞后损失.据报道,f xＧS S B R可同时改善轮胎的滚动阻力㊁湿路面牵引力和耐磨性.轮胎制造商需要更先进的f xＧS S B R来改善f xＧS S B R和填料之间的相容性.达到这个要求的研发过程通常是启发式的,经常使用试验方法来选择聚合物官能化方法,既耗时又浪费资源.没有定量方法能够确定f xＧS S B R和白炭黑之间的相互作用.因此,需要新方法来支持新f xＧS S B R 的设计.密度泛函理论(D F T)是物理学㊁化学和材料科学中一种研究多电子体系电子结构的计算量子力学方法.D F T是凝聚态物理学㊁计算物理学和计算化学中一种常用的多用途方法.本文中D F T方法用于计算链端官能化聚丁二烯在白炭黑表面上的吸附能量.另外,本文使用基于D F T模拟的分子模拟方法来支持设计用于高性能轮胎的新型f xＧS S B R.１㊀试验１．１㊀D F T分子模拟链端官能化丁二烯低聚物用作D F T模拟的模型分子.图１展示了D F T模拟时使用的链端官能化丁二烯低聚物.在低聚物中进行了不同类型的链端官能化.白炭黑表面采用αＧ石英(００１)模型模拟.完成所有模拟最合适表面的选取依据有几条准则:１)领域内以往文献;２)实验证据;３)内在稳定性和表面能.在此基础上,选择用于模拟的表面为αＧ石英(００１),而不是含完全饱和二硅醇基团的切割表面,如图２所示.然而,考虑到所有不同表面的相似性,吸附分子经历的化学环境不能展示吸附于表面的显著差异.图１㊀D F T模拟时使用的官能化丁二烯低聚物的结构图２㊀用于模拟白炭黑表面的αＧ石英优化模型D F T分子模拟用于计算１６０ħ时链端官能化丁二烯低聚物和αＧ石英(００１)表面之间的吸附能.图３描述了使用D F T模拟方法计算官能化丁二烯低聚物和白炭黑表面之间的吸附能.使用不同官能化低聚物进行D F T模拟.通过G a u s s iＧa n０９软件和全电子计算,采用c cＧp V T Z和c cＧp V Q Z/B３L Y P方法进行D F T模拟.分子模拟采取了以下步骤:１)清洁表面的优化:平面Ｇ波Q u a n t u m E sＧp r e s s o模拟软件包;平面波基础上拓展的单电子波函数,其动能和电子密度能量临界点分别为４００e V和５００e V,对其进行调整以达到总能量中足够的精度;通过使用P e r d e w,B r u k e和E r n z e rＧh o f(r P B E)的广义梯度近似(G G A)修订版解释交换关联(X C)作用;用范数守恒标量相对赝势模拟H㊁O和S i原子的离子Ｇ电子相互作用;通过最佳M o n k h o r s tＧP a c k网格对B r i l l o u i n区进行取样,保证了能量和电子密度的完全收敛;清洁αＧ石英(００１)表面松弛(点阵＋结构同时)通过共轭梯度最小化方案进行,直到任何原子上最大力低于０．０１e VÅ－１;使用０．０１e V G a u s s i n宽度的M e t hＧf e s s e lＧP a x t o n方法涂抹费米能级;电子密度的自我一致性收敛至总能量优于１０－６e V的精度.２)界面预优化:局部基础设置F i r e b a l l模拟软件包;C,N,S和S i最优极化s p３d５数值原子轨道(N A O s)基础设置,O单和双N A O s的s p３s∗p３∗基础设置,H优化s基础设置;在F i r e b a l l方法中使用了局部密度近似(L D A)函数;离子Ｇ电子相互作用通过范数守恒标量相对赝模拟;为了获取最小能量结构,热退火模拟过程＋缓慢冷却淬火技术:起始温度(１６０ħ),终止温度(R T)通过指定每个质量m e的非固定原子一个随机初始速度v即v２＝３k B T/２m e(均分定理)进行模拟;在这个公式中,k B是B o l t z m a n n常数,T是温度,v２表示界面非固定原子的平均速度.３)改进界面优化获得总能量和吸附能:除了以下内容外,还使用前文清洁表面优化中的相同步骤:采用如前章节所述的限定温度时预优化结构作为起始几何结构来改进优化结构;温度的影响以显式方式包括在内,例如热环境浴(１６０ħ),在电子温度下遵循B o l t z m a n n公式填补电子状态;基材五种物理层的底下两层通过底部悬挂键充分吸附过量氢原子固定以避免极化表面效应;扰乱性范德华(v d W)修正用于检验吸附层结构的可靠性;为此,经验式有效G r i m m e v d W R－６修正用于将色散力加到常规密度函数(D F T＋D).图３㊀用于计算官能化丁二烯低聚物和白炭黑表面吸附能的D F T分子模拟方法㊀㊀４)低聚物和白炭黑表面之间吸附能的计算:通过如下公式计算链端官能化丁二烯低聚物在αＧ石英(００１)表面每个分子的相互作用/吸附能.E i n t/a d s＝E t o t(低聚物/表面)－(E t o t(低聚物)＋E t o t(表面))式中,E t o t(低聚物/表面)是优化界面的总能量, E t o t(低聚物)是优化气相低聚物的总能量,E t o t(表面)是优化清洁表面的总能量.１．２㊀模型f xＧS S B R的合成作为代表性无规S S B R,我们选取了相对于丁二烯含２１％苯乙烯,６３％乙烯基,门尼粘度为５２的聚合物.采用微观结构改性剂２,２Ｇ二(２Ｇ四氢呋喃)丙烷(D T H F P).S S B R通过２０L间歇式反应器合成,初始反应温度为５０ħ.一旦单体完全耗尽,将一种官能化试剂加入到反应混合物中.得到三种不同类型链端官能化f xＧS S B R:F０１, F０２和F０３.１．３㊀白炭黑填充胶料的制备标准客车子午线轮胎胎面白炭黑胶料配方用于评估S S B R.f xＧS S B R胶料配方见表１.一个基本混炼方案用于混炼所有材料和白炭黑配方胶料.这些评估中使用的混炼方案见表２.胶料按表１㊀f xＧS S B R轮胎胎面胶配方f xＧS S B R１００U l t r a s i l７０００８０．０T D A E油２０．０T MQ１．０６P P D２．００M C蜡１．０S t r u k t o lA６０２．５S iＧ６９硅烷６４一段总计２１２．９T D A E油８．０N２３４炭黑１０．０硬脂酸１．５氧化锌２．５二段总计２３４．９硫黄１．２C B S２．０D P G２．０T B z T D０．２总计２４０．３表２㊀胶料混炼步骤步骤白炭黑干混M B１在各步骤中加入除氧化锌外的所有组分,１５５ħ下保持３m i n R M返炼,加入氧化锌,１５５ħ下保持３m i n终炼混炼硫化剂至１０５ħ,总混炼时间约为１７m i n三段混炼法在F a r r e l密炼机中混炼.前两段M B１和返炼阶段是非生产性的,因为没有加入硫化剂.在每一个母炼阶段结束时增加３m i n热处理,确保白炭黑硅醇基团完全硅烷化反应.胶料按标准A S T M测试方法测试.门尼粘度和焦烧时间通过A S T M D１６４６方法评估.硫化时间通过A S TM D２０８４方法测试.拉伸强度测试按A S T M D４１２方法进行.撕裂强度通过A S T M D５９６３方法测试.橡胶中分散通过A S T M D２６６３方法评估.流变性能通过A S TM D５２８９, D６２０４,D６６０２和D７６０５方法用无转子剪切流变仪测试.根据A S T M D５９６３进行D I N磨耗试验.根据I S O４６６２通过Z w i c k试验仪获得回弹值.以剪切或轴向(拉伸)模式用T A Q９００D MA 测试动态粘弹性能.图４㊀在０．２％应变和１０H z时不同官能化f xＧS S B R白炭黑胶料温度扫描曲线２㊀结果模型S S B R在实验室合成,链端官能化与D F T模拟中的低聚物相同.模型S S B R的微观和宏观结构相同,４种S S B R的主要不同是官能化的类型.模型S S B R通过白炭黑胶料评价,确定其动态力学性能.对胶料进行两种类型流变分析:高频率温度扫描和６０ħ下应变扫描.应变扫描对发现模型S S B R 之间的不同更加敏感.这是由于在动态变形过程中,填料聚集体破坏和重构,增加了胶料的能量损失.S S B R 官能化技术可以减少填料Ｇ填料相互作用,增加填料Ｇ聚合物相互作用,这归因于S S B R 和白炭黑官能团之间有利的相互作用,这种现象称为P a yn e 效应.图５㊀在０．２％应变和１０H z 时不同官能化f x ＧS S B R 白炭黑胶料在高于４０ħ时温度扫描曲线图６㊀由６０ħ下f x ＧS S B R 白炭黑胶料应变扫描曲线获得的G ᶄ图４和图５示出了不同类型官能化f x ＧS S B R白炭黑胶料的动态力学性能.图４示出了在０．２％应变和１０H z 时f x ＧS S B R 白炭黑胶料的温度扫描t a n δ曲线.初看起来,可观察到f x ＧS S B R 间微小的差异.图５示出了高于４０ħ温度范围内的t a n δ.图６示出了f x ＧS S B R 白炭黑胶料贮存模量G ᶄ随应变幅度的变化.贮存模量与填料分散状态相关.此效应是由于贮存模量的下降,团聚填料在试样变形时分散.G ᶄ的应变幅度依赖程度越小,填料大团聚体的比例越低,胶料中成分分散状态越好.这种现象称为P a y n e 效应.研究发现,官能化对P a y n e 效应有显著影响.这种流变试验对检测f x ＧS S B R 和白炭黑填料之间的相互作用更加敏感.图７示出了f x ＧS S B R 白炭黑胶料t a n δ与应变幅度的关系.图７㊀由模型f x ＧS S B R 白炭黑胶料在６０ħ下应变扫描曲线获得的t a nδ图８㊀归一化滚动阻力指标与归一化P a yn e 效应指数的关系图９㊀归一化湿路面抓地力指标与归一化滚动阻力指标的关系图１０㊀由D F T 分子模拟获得的归一化吸附能与归一化滚动阻力指标的关系３㊀讨论密度泛函理论(D F T )是广泛应用于解决基于两大类化学问题的量子力学模拟方法:１)解决D F T 领域内重要化学问题的化学反应性理论㊁方法和应用;２)D F T 应用于解决催化㊁反应和小分子中结构性能关系.在本文中,D F T 模拟用于确定官能化丁二烯低聚物和白炭黑表面之间的吸附能.丁二烯低聚物由三种单体单元构成;一种为１,４构型,２种为１,２构型.低聚物官能化的筛选基于链端官能化试剂引入的可行性.较高的吸附能意味着官能化低聚物和白炭黑表面更好的相互作用.㊀㊀图８示出了相对于非完全官能化S S B R ,归一化滚动阻力指标最大t a n δ和６０ħ时t a n δ与归一化P a yn e 效应G ᶄ(１０％)－G ᶄ(０．１％)的关系.观察到相对于６０ħ时t a n δ,最大t a n δ是表征聚合物Ｇ填料相互作用更加敏感的参数.选择滚动阻力参数最大t a n δ确定胶料的滚动阻力.图９示出了归一化湿路面抓地力(０ħ下t a n δ)与归一化滚动阻力指标(最大t a n δ)的关系.相对于非官能化S S B R 进行归一化.f x ＧS S B R 和湿路面抓地力和滚动阻力指标之间观察到很好的相关性.图１０示出了相同官能化低聚物D F T 分子模拟得到的归一化吸附能与归一化滚动阻力指标最大t a n δ的关系.发现较高吸附能的官能化低聚物对胶料滚动阻力指标有改善.这种方法用于设计新官能化胶料以生产f x ＧS S B R .发现D F T 模拟吸附能结果与不同类型官能化f x ＧS S B R 胶料获得的P a y n e 效应一致.D F T 分子模拟已经用于设计f x ＧS S B R ,f x ＧS S B R 是D yn a s o l 公司用于生产高性能轮胎的产品.４㊀结论本文展示了密度泛函理论(D F T )分子模拟在设计用于制造高性能轮胎的官能化S S B R 方面的应用.本文工作总结如下:１)开发了D F T 分子模拟方法,以确定官能化丁二烯低聚物在白炭黑表面的吸附能;２)合成了不同官能化的模型官能化S S B R ;基于D F T 分子模拟选择官能化基团;３)D F T 吸附能和白炭黑填充官能化S S B R 硫化胶的性能之间有很强的相关性;４)从吸附能㊁较好的白炭黑分散,以及硫化胶滚动阻力减小可推论出f x ＧS S B R /白炭黑的强相互作用;５)设计D yn a s o l 公司用于高性能轮胎的官能化S S B R ,提高官能化S S B R 和白炭黑填料之间的相互作用;这种方法可以推广至其他类型填料.参考文献:１㊀L u i sR u d r i gu e z ＧG u a d a r r a m a 等,R u b b e rW o r l d ,V o l ．２６０,N o ．６(２０１９),４１~４６。

NR／SBR并用于工程胎胎面胶性能研究

。。
。ＴＤＭ用￣／ｐｈｒ。。
。。
图２－４ＤＴＤＭ用量对撕裂强度的影响
ＴＰＩ用量／ｐｈｒ图２－３ＴＰＩ用量对硬度的影响
２．２ＤＴＤＭ用量对物理性能的影响
２．２．１ＤＴＤＭ用量对撕裂强度的影响
不同种类补强剂的用量，找出其对硫化胶的物理机械性能尤其是生热性能的影响；应用特种补强材料进一步考察硫化胶
的物理机械性能和动态生热性能，使相应性能有所提高。
关键词：工程轮胎；胎面胶；ＴＰＩ；硫化体系；补强体系
ＤＯｈ１０．３９６９／ｊ．ｃｎ．１２－１３５０（ｔｑ）．２０１３．０１．００１
到０．５ｍｍ
加入硫黄、促进剂
左右３／４，
割刀各两次调整辊距，使胶料包辊且有少量堆积胶
薄通、打三角包，＿二遍
—
—
—
—
—
待胶料表面光滑无气泡
割胶下片，停放两小时以上待用
（ＳＢＲ１５０２），朗盛公司；反式ｌ，４一聚异戊二烯（ＴＰＩ），朗盛公司；炭黑Ｎ３２６、炭黑Ｎ２２０、炭
中的变化规律，以便获得较理想的配方。
黑Ｎ３７５，上海卡伯特公司；促进剂、防老剂、防护蜡、芳烃油等均为市售。

《高等轮胎力学》笔记

《高等轮胎力学》阅读笔记目录一、内容简述 (2)1.1 轮胎力学的重要性 (2)1.2 高等轮胎力学的定义和研究范围 (4)二、轮胎的基本特性 (5)2.1 轮胎的结构和材料 (6)2.2 轮胎的静态特性 (7)2.3 轮胎的动态特性 (8)三、轮胎与路面的相互作用 (10)3.1 线性轮胎模型 (11)3.2 非线性轮胎模型 (12)3.3 路面不平度对轮胎的影响 (13)3.4 轮胎-路面相互作用的研究方法 (14)四、轮胎力学性能分析 (16)4.1 轮胎的承载能力 (17)4.2 轮胎的制动性能 (18)4.3 轮胎的行驶稳定性和安全性 (20)4.4 轮胎的节能性能 (21)五、轮胎设计理论 (22)5.1 轮胎的基本尺寸和形状设计 (23)5.2 轮胎的载荷分布和优化设计 (24)5.3 轮胎的性能预测和仿真分析 (26)六、轮胎试验与评价 (27)6.1 轮胎的基本性能测试 (28)6.2 轮胎的疲劳性能测试 (30)6.3 轮胎的安全性能测试 (31)6.4 轮胎的环保性能测试 (32)七、高等轮胎力学的发展趋势 (33)7.1 新型轮胎材料的研发和应用 (34)7.2 高性能轮胎的设计和制造技术 (36)7.3 智能化轮胎监控和管理系统 (37)7.4 未来轮胎力学研究的方向和挑战 (39)八、结论 (40)8.1 高等轮胎力学的重要性和应用价值 (41)8.2 对未来轮胎力学研究的展望 (43)一、内容简述《高等轮胎力学》一书深入探讨了轮胎在各种行驶条件下的力学行为，为轮胎设计、制造和应用提供了科学的理论支持。

书中详细分析了轮胎与道路之间的相互作用力，包括垂直载荷、侧向力和纵向力等，以及这些力如何影响轮胎的变形和应力分布。

在轮胎材料方面，本书介绍了常用的橡胶材料及其性能特点，如弹性模量、损耗因子等，以及这些材料在轮胎使用过程中的变化规律。

通过对轮胎结构设计的深入研究，阐述了如何通过优化结构参数来提高轮胎的性能和安全性。

稀土顺丁橡胶

稀土顺丁橡胶/丁苯橡胶并用对半钢子午线轮胎胎面胶性能的影响张铁柱1，张志强1，周志峰2*（1.中国石油天然气股份有限公司锦州石化分公司，辽宁锦州　121001；2.北京橡胶工业研究设计院有限公司，北京　100143）摘要：研究稀土顺丁橡胶（NdBR）/丁苯橡胶并用对半钢子午线轮胎胎面胶性能的影响。

结果表明：含BR9110A，BR9110B和BR CB24（3种NdBR）的胶料性能基本接近；用乳聚丁苯橡胶部分替代溶聚丁苯橡胶和NdBR，可以改善胶料的生热性能，提高抗切割性能和抗湿滑性能；采用母炼胶工艺可以明显改善胶料的综合物理性能，提高抗切割性能、抗裂口增长性能和抗湿滑性能，降低滚动阻力。

关键词：稀土顺丁橡胶；丁苯橡胶；胎面胶；半钢子午线轮胎；耐裂口增长性能；抗切割性能；抗湿滑性能；滚动阻力中图分类号：TQ333.1/.2；TQ336.1 文章编号：1000-890X（2020）06-0439-04文献标志码：Ａ DOI：10.12136/j.issn.1000-890X.2020.06.0439近年来，随着高性能轮胎和绿色轮胎的广受关注，对轮胎用优质原料胶的应用研究越来越多。

稀土顺丁橡胶（NdBR）因具有高的顺式-1，4结构含量和平均相对分子质量，表现出极佳的功能，如能够降低轮胎生热和滚动阻力，提高轮胎耐磨性能和抗湿滑性能等，使轮胎的耐久性能和高速性能更突出[1-10]。

中国石油锦州石化分公司（以下简称锦州石化）在NdBR开发方面具有丰富的经验，先后开发出具有不同相对分子质量分布和门尼粘度的多个牌号产品，如BR9100-41#，BR9100-47#，BR9100-53#，BR9110和BR9112等。

锦州石化和北京橡胶工业研究设计院有限公司也多次合作，研究与其他催化体系顺丁橡胶相比，NdBR的潜在性能优势和性能特点，以利于提高轮胎的节能性能、安全性能、耐磨性能和耐久性能。

半钢子午线轮胎胎面胶是NdBR重要的应用领域，本工作主要研究NdBR/溶聚丁苯橡胶（SSBR）并用和NdBR/SSBR/乳聚丁苯橡胶（ESBR）并用的半钢子午线轮胎胎面胶的性能特点，同时还考察混炼工艺对所选配方混炼胶和硫化胶性能的影响，以期开发出能发挥NdBR性能优势的胎面胶配方体系和混炼工艺。

白炭黑用量对溶聚丁苯橡胶

烷油→变转速恒温混炼（150 ℃×180 s）→排胶，
转至开炼机上压片。一段混炼胶停放2 h后进行二
段混炼。二段混炼工艺（转子转速为90 r·min-1）为：
一段混炼胶、1/5 白炭黑和 1/5 偶联剂 → 变转速恒
温混炼（145 ℃×120 s）→排胶，转至开炼机上压
片。二段混炼胶停放2 h后进行三段混炼。三段混炼工艺（转子转速为60 r·min-1）为：
（4）胶料的其他性能均按照相应的国家标准进行测试。
2 结果与讨论 2. 1 门尼粘度和门尼焦烧时间
白炭黑用量对胶料门尼粘度和门尼焦烧时间（t5）的影响如图1和2所示，R2为相关因数。
从图 1 可以看出，随着白炭黑用量的增大，胶
᫂ࡈዤऎ>ML 1＋4 100 ć@
180 R2＝1.00
160
140
120
100
80
60
40 50 60
70 80 90 100 110 120 ᄆ༺ᳫၸ᧙͊
图1 白炭黑用量对胶料门尼粘度的影响
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轮胎工业
2023年第43卷
35
50
30
25
R2＝0.99
t5min
20
15
ᣉᆆ dNgm
40
7
6
30
5
4
20
3 2
10
1
0
400 800 1 200 1 600 2 000 2 400
ts
（a）全图
20
ᣉᆆ dNgm
16

《绿色设计产品评价技术规范汽车轮胎》编制说明

《绿色设计产品评价技术规范汽车轮胎》编制说明（征求意见稿）2018年12月目录1 项目背景 (1)1.1 任务来源 (1)1.2 编制过程 (1)2 标准编制的必要性 (2)2.1 促进生态型社会建设 (2)2.2 更加强调环保重点 (3)2.3 加强生命周期评价的应用 (4)3 行业概况 (5)3.1 行业发展现状 (5)3.2 行业存在问题 (5)3.3行业发展趋势 (5)4 编制依据及参考文献 (6)5 研究方法 (8)6 相关内容确定说明 (8)6.1 总体说明 (8)6.2 适用范围 (8)6.3 评价流程说明 (8)6.4 指标体系说明 (8)6.4.1基本条件 (8)6.4.2评价指标 (9)6.4.2.1原材料 (9)6.4.2.2 轮胎性能 (9)6.4.2.3轮胎生产企业综合要求 (10)6.4.2.4检验方法和指标计算方法 (11)6.5 产品生命周期评价报告编制方法 (11)6.5.1方法 (11)6.5.2 报告内容框架 (11)6.6 关于“附录A资料性附录”的说明 (13)6.7 关于“附录C资料性附录”的说明 (13)7 标准实施的可行性分析 (13)8 与国家标准、行业标准等的协调性 (13)1 项目背景1.1 任务来源2015年9月18日，中共中央、国务院印发《生态文明体制改革总体方案》（中发【2015】25号）。

其中第四十六条指出：“建立统一的绿色产品体系。

将目前分头设立的环保、节能、节水、循环、低碳、再生、有机等产品统一整合为绿色产品，建立统一的绿色产品标准、认证、标识等体系。

”完善对绿色产品研发生产、运输配送、购买使用的财税金融支持和政府采购等政策。

实行绿色产品领跑者计划，加强绿色产品宣传推广。

推行政府绿色采购制度，扩大政府采购规模。

2016年6月30日，工信部制定了《工业绿色发展规划（2016-2020年）》，提出：建立工业绿色设计产品标准体系，开展绿色设计试点示范，制定绿色产品评价标准，到2020年力争创建百家绿色示范园区和千家绿色示范工厂，推广普及万种绿色产品，主要产业初步形成绿色供应链。

SSBR在高性能轮胎胶料中的应用

研究・开发弹性体,2007208225,17(4):23～26CHINA EL ASTOM ERICS收稿日期:2006-03-25作者简介:代云水(1980-),男,山东平度人,青岛科技大学在读研究生,主要研究方向为高分子材料加工与改性。

3通讯联系人SSBR 在高性能轮胎胶料中的应用代云水,张　萍,赵树高3(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042)摘　要:考察了乳聚丁苯橡胶SBR1712、溶聚丁苯橡胶Buna VSL 5025-1、J SR T5800和J SRSL563与天然橡胶(NR )并用硫化胶的物理机械性能和动态力学性能。

结果表明,NR/J SR T5800并用胶在满足轮胎基本物性下,其压缩生热最小、抗湿滑性最好、滚动阻力最小,能够有效地解决轮胎胎面胶滚动阻力和抗湿滑性之间的矛盾,满足高性能轮胎发展的需要。

关键词:溶聚丁苯橡胶;乳聚丁苯橡胶;生热;滚动阻力;抗湿滑性;动态力学性能;高性能轮胎胶料中图分类号:TQ 333.1 文献标识码:A 文章编号:100523174(2007)0420023204 近年来,随着高速公路的发展,子午线轮胎的需求量越来越大,同时能源、环保等问题也日益突出,对轮胎用胶料性能提出了越来越高的要求,除了具有优越的耐磨性和抗湿滑性外,还要有较低的滚动阻力,以实现降低能耗的目的。

所谓“绿色轮胎”就是实现了低滚动阻力、高抓着力及高耐磨性的最佳平衡[1,2]。

尽管使用一定量的乳聚丁苯橡胶(E -SBR )能够改善NR/SBR 并用胶的耐磨性和抗湿滑性,但由于E -SBR 自身分子链结构的缺陷,使生热增大,从而不能满足绿色轮胎发展的需要。

因此20世纪60年代初,具有特征链化学结构的溶聚丁苯橡胶(S -SBR )在国外应运而生。

S -SBR 由于其较窄的相对分子质量分布、较大的相对分子质量和优越的分子链特性使得其滞后损失比E -SBR 低,因而广泛应用于低滚动阻力轮胎胶料中,并以S -SBR 和NR 并用为多。