混炼胶气孔率的研究及其应用

摘
要： 从 配 方设 计 的 角度 研 究 了不 同 组 份 对 混 炼 胶 气 孔 率 的 影 响 ， 提 出 了在 保 持 硫 化 胶 物 理 性
能 基 本 不 变 的 前提 下 降 低 胶 料 气孔 率 的 有 效 措 施 。结 果表 明 ， 氧 化 锌 和 硬 脂 酸 的 存 在 能 够 明显 增 加 胶 料 的气孔率 ， 而混 炼 胶 弹性 模 量 的增 加 能 够显 著 降低 胶 料 的 气 孔 率 。与 ９ 参 比 配 方 相 比 ， 含 有 ６份 白 炭黑的 １ ３ 配方 在 物 理 性 能没 有 显 著 变化 的 前提 下 ， 大 幅度 地 降低 了混 炼胶 的 气 孔 率 。该 结 论 尤 其 适
证 喂料量 减少 空 气 卷 人 等 ］ 。其 主要 原 理 是 通
双辊 开炼机 ： １ ６ ０ ｍｍ×３ ２ ０ ｍｍ， 无 锡 后宅 振
兴 机 械有 限 公 司 ； 小 型密炼机 ： １ ． ５ Ｌ， 利 拿 机 械 厂； 烘箱 ： 上 海 更发 制 药 设备 有 限公 司 ； 平 板硫 化 机： 湖州顺力橡胶机械有限公司； Ｄ Ｉ Ｎ／ Ａｋ ｒ ｏ ｎ磨
杆捏炼 和挤压 到达机 头， 此 时 胶 料 的 温 度 可 达
１ 实 验 部 分
１ ． １ 原 料
天然 橡 胶 ： 泰 国小烟 片； 炭黑 ： Ｎ３ ３ ０ 、 Ｎ２ ３ ４ 、
１ Ｏ Ｏ ～１ ３ ０℃ ， 而 机 头 的压 力 通 常 超 过 ４ ＭＰ ａ ［ １ ］ 。
Ｎ１ ３ ４ ， 卡博 特公 司； 白炭 黑 、 Ｓ ｉ ６ ９ 、 防老剂、 氧 化 锌、 硬 脂酸 、 促进 剂 Ｃ Ｚ 、 硫 黄等均 为市 售工业 品 。
１ － ２ 仪 器 设 备
在这 种条 件下 ， 存在 的微 量 挥 发 分 （ 如水） 可 以形 成 过热 液 滴 ， 胶 料经 过 机 头后 ， 压 力 骤 降 为常 压 ，
加 工 ・应 用
弹 性 体 Ｃ ， Ｈ ２ ０ Ｉ Ｎ １ ６ Ａ — １ ０ — Ｅ ２ Ｌ ５ Ａ ， ２ Ｓ ６ Ｔ （ ５ ０ ） Ｍ ： ６ Ｅ ３ Ｒ ～ Ｉ Ｃ ６ ８ Ｓ
混 炼 胶气 孔 率 的研 究及 其应 用
赵江华， 朱健 鹏 ， 张 洪学
（ 江 苏 通 用 科 技 股 份 有 限 公 司 研 发 中心 ， 江苏 无锡 ２ １ ４ ０ ０ ０ ）
所 有配 方 的基本 性能评 价均 按照 国标制备 试
样， 具 体配 方 见 表 １和表 ３ 。所 有 配 方 均 采 用 一 段 混炼 法完 成 。按 照 配 方要 求 ， 将橡胶、 填料、 小 料 等依 次加 入小 型密炼 机 中 ， 炼胶 １ ０ ｍｉ ｎ ， １ ５ ５℃ 排胶 ， 得 到 母 胶 。将母 胶 加入 辊 温 为 （ ７ ５ ±５ ）℃
在 轮胎 的生 产 过 程 中 ， 压 出是 一 道 重 要 的 工
的弹性模 量能 够显 著地 降低混 炼胶 的气孔 率 。该 措施 尤其 适用 于 降低 超 耐 磨 、 中超 耐磨 混 炼 胶 的 气孔率 ， 这 对 于 未 来 配 方 的 设 计 具 有 重 要 指 导
意义 。
序， 其作 用是将 混 炼 胶 通 过挤 出机 制 成 半 成 品 部 件 。实践 表 明 ， 与 填 充 高 耐磨 炭 黑 混 炼 胶 挤 出半 成 品尺 寸相 比， 填充 超耐 磨 、 中超 耐磨 炭黑 的半成 品断面气 孔率 更高 ， 且尺 寸不 稳定 ， 增 加 了半 成 品 的返 回率 和企 业 的生产 成本 。 混炼 胶进 入胎 面双 复合 螺杆挤 出机后通 过螺
用于降低填充超耐磨 、 中超 耐 磨 炭 黑 混 炼胶 的 气孔 率 。 关键词 ： 气孔 率 ； 混炼胶 ； 配方； 动 态性 能 中图分类号 ： ＴＱ ３ ３ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ５ — ３ １ ７ ４ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ５ — ０ ０ ６ ３ — ０ ６
过热 滴变 为蒸 汽 ， 冷 却 后形 成 了半 成 品 部件 断 面
的气 孔 。此外 ， 卷 入 挤 出机 的空 气 以及 炭黑 吸 附 的 空气也 对气孔 率 有贡献 。 目前 采用 工艺 手 段 降低 混 炼 胶 气 孔 率 ， 主 要 措施 有 热 喂料 、 缩短停放时间、 改 善 炭黑 分 散 、 保
弹
性
体
第２ ６ 卷
的开炼机上 （ 有 硫 化 体 系 的 加 入 硫 化粉 料 ） ， 薄通
３ ～６次 ， 打 三 角 包 ６次 ， 下 片 并控 制 厚度 为 ４
进 行测 定 ； 磨 耗性 能采用 Ａｋ ｒ ｏ ｎ磨 耗 ， 按 照 ＧＢ ／ Ｔ
１ ６ ８ ９ —８ ９进 行 测 定 。
究 了不 同组 分对 气 孔 率 的 贡献 ， 发 现提 高 混 炼 胶
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ － ０ ５ — ２ ８
作者简介 ： 赵 江华 （ １ ９ ８ ５ 一 ） ， 男， 陕西宝鸡人 ， 博士 ， 主 要从 事 轮 胎 配 方 开 发 及 工 艺 研 究 工 作 。
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百度文库６ ４・
耗机 ： 台湾 高铁 公 司 ； 拉 伸 实验 机 ： 英斯 特 朗有 限 公 司； 门尼 ／ 流变／ 橡胶 加工分 析仪 ： 美 国 Ａｌ ｐ ｈ ａ
技 术公 司 。
１ － ３ 试 样 制 备
过减 少胶 料 中的挥 发 分 降 低 胶料 的气 孔 率 ， 然 而 微量 的挥 发分仍 然 会 造 成 半 成 品 断 面气 孔 ， 尤 其 对 于超耐 磨 、 中超耐磨 炭黑 填料 的混 炼胶 ， 这些 措 施仍 然无 法有效 地 降低胶 料气 孔率 。 到 目前为止 ， 还 鲜 有 从 配方 设 计 的角 度 来 降 低 气孔 率 的文献 报道 。本文 从 配方设 计 的角度 研