轮胎原材料基础知识

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¢1.55 ¢1.65 ¢1.83HT
• 屈强比
屈服强度与抗拉强度的比值,称为屈强比。 屈强比越大,材料的可靠性越高 。 • 断裂扭转
钢丝应能够承受规定的最少扭转次数而不 断裂。 • 平直性
3m长的钢丝应在两条相距600mm平行线内 保持平整,不得呈“S”形。
胎圈钢丝性能要求
破断力
直线性
抗弯曲性能 稳定性 粘合性能
S表示慢速
补强填充剂
炉法炭黑生产过程:
详见炭黑专题
白炭黑
• 白炭黑主要成分: SiO2 .nH2O 按制法
气相法

沉淀法

按分散性
一般


高分散性

按比表面积 Z195Gr Z175Gr …
(罗地亚商品名)
白炭黑的性能
优点
1.补强性能仅次于炭黑 2.可以提高胶料的撕裂强度 3.生热低、滚动阻力小、抗湿滑性好 4.可以提高钢丝胶料的粘合力
3.避免过热,尼龙帘线在温度过高状况下, 会使帘线的结构发生变异, 产生热损失, 应控制轮胎在硫化中的最高温度。
化工材料
配 方
生补硫促防增粘其 胶强化进老塑合
剂 剂 剂 剂 剂 剂他
1.生胶
橡胶是一种链状高分子化合物,在无外力 作用时通常不保持直线状态,而呈弯曲状, 并且该高分子链是柔性链,遇外力可伸展。 因此,橡胶具有高弹性,它的这种性能是 其它高分子化合物所没有的。橡胶通常可 分为两大类:即天然橡胶和合成橡胶。
• 合成胶:
合成胶
丁苯胶 顺丁胶
(SBR) (BR)
异戊橡胶
(IR)
丁基胶
(IIR)
卤化丁基胶 (CIIR,BIIR) 三元乙丙胶 (EPDM)
氯丁胶
(CR)
丁腈橡胶
(NBR)
氟橡胶
(FPM)
硅橡胶
(MVQ)
聚氨酯橡胶 (AU EU)
氯磺化聚乙烯 (CPE)

丁苯胶 1500
丁苯胶
丁苯胶
在合成橡胶中用量最大的是乳聚丁苯橡胶。在轮胎中的应 用比较广泛,几乎所有规格的轮胎都使用丁苯橡胶。它可 用于轮胎胎面胶、胎体帘布胶等部件中,根据不同规格轮 胎性能要求, 应用比例有所不同。 • 丁苯胶的结构
SBR1500 SBR1502
结合苯 乙烯
23.5%
23.5%

Tg -55 ℃ -55 ℃
SBR1712 SBR1721
23.5% 40%
37.5份 -55 ℃
37.5份 -35 ℃
丁苯胶
• 丁苯胶的性能
– 优点 硫化曲线平坦,胶料不易焦烧和过硫
耐磨性、耐热性、耐油性和耐老化性、抗湿滑性 能等均比天然胶好。
己内酰胺
对苯二甲酸, 乙二醇
纤维帘布性能比较
强度:
N66 > N6 >PET
尺寸稳定性: N6 <N66 <PET
与橡胶粘合: N6 ≈N66 >PET
轮胎生热: N6 ≈N66 <PET
尼龙帘线使用要求
1.避免吸潮,尼龙帘线在暴露空气中会吸收 水分,使熔点降低。
2.尼龙帘线在受热的时候会产生收缩,使轮 胎的尺寸发生变化。所以开模前要冷却; 开模后,要及时进行后充气。
按理化指标: 如颗粒胶(标准橡胶)
5# 10# 20# 50#
马来西亚:SMR5 SMR10 SMR20 SMR50
中国 :SCR5 SCR10 SCR20
印尼 :SIR5 SIR10 SIR20
泰国 :STR5 STR10 STR20
印度 : ISNR5 ISNR10 ISNR20
越南 : SVR5 SVR 10 SVR20
缺点
1.拉伸强度与撕裂强度较低,不可单独使用 2.抗湿滑性差,应用于胎面,后期易崩花掉块 3.粘性差,不易结晶,包辊性差 4.抗静态臭氧性能差于天然胶和丁苯胶 5.易冷流
丁基橡胶
• 组成
丁基橡胶是异丁烯与少量异戊二烯(0.6-3.3% mol) 的共聚物。 • 改性
为了提高丁基橡胶的硫化速度,提高与不饱和橡 胶的相容性,改善自粘性和与其他材料的互粘性,对 丁基橡胶进行卤化,包括氯化及溴化。一般氯化的含 氯量为1.1%~1.3%,主要反应在异戊二烯节双键的α位 上。溴化丁基橡胶含溴约占2%。
主要用途 TBR TBR
胎体 胎体
TBR
胎体
TBR
胎体
TBR
0度带束层
TBR 第三层带束层
TBR 第一二层带束层
TBR 第一二层带束层
PCR
带束层
PCR
带束层
PCR
带束层
• 3+9+15+1
3+9+1
3+8

3*4
3*7
3+6

2+2
• 1--单丝 (filament) • 2 --股 (strand) • 3 --帘线 (cord) • 4 --外绕丝 (wrap)
1680D/2 37E 44E 1260D/1 37E
1260D/3 37E 44E 1260D/2 37E、43E、50E、55E 840D/2 30E 、 45E 、50E 840D/1*840D/1(26E*32E) 420D/1*420D/1((40E*40E)
材料
公司现用纤维帘线规格
N66 1260D/2 37E
骨架材料
• 纤维帘线
• 细度 细度是表示纤维、纱线的粗细程度,它是纤维材
料的重要指标之一。细度可以用直径或截面积来表示, 但测量较繁而费时,误差较大。因此,一般采用与粗 细有关的间接指标纤度来表示,常用的有以下三种方 法:
–公支(支数)---定重制
单位重量(以克计)的纤维、纱线所具有的长度 (以米计)称为公支或支数。例如,1g 重的纤维长 度为60米,则称60支
• 强度:普通强度(NT)、高强度(HT)、超高强度(ST)
• 镀层:低铜镀层、高铜镀层、薄镀层。

普通型 (RC)

高伸长(HE)

高抗冲击型(HI)
紧密型 (CC) 开放型(OC)
公司现用钢帘线品种
3+9+15*0.22+0.15 3+9+15*0.175+0.15
3+9*0.22+0.15HT 3+9*0.22+0.15NT 3*7*0.20HE 3*4*0.22HE 3+8*0.33HT 3*0.20+6*0.35HT 3*0.175+6*0.32NT 2+2*0.30HT 2+2*0.25HT
• 平直度 (straightness) 规定长度的钢帘线在特定的距离内不偏离其中心
轴的特性.
• 散头 (flare) 切断钢帘线时,其末端的松开程度.
• 带束层钢帘线性能要求:
– 破断力 – 刚度 – 抗压缩能力 – 抗腐蚀性能(橡胶渗透性能) – 粘合性能
• 胎体钢帘线性能要求:
– 破断力 – 抗疲劳、抗磨损性能 – 弹性 – 粘合性能
硫化速度慢
耐屈挠龟裂性比天然橡胶好,但裂纹扩展速度快,热撕裂性 能差
BR9000
顺丁橡胶
• 结构
顺丁橡胶
HH C=C
CH2 CH2 n 顺式BR
H CH2 C=C
CH2 H n 反式BR
CH2-CH CH CH2
1,2-结构
顺丁橡胶
• 高顺式BR的性能
优点
1.高弹性,滞后损失和生热小 2.玻璃化温度低,低温性能好 3.耐磨、耐屈挠性能优异 4.填充性好,有较强的炭黑润湿能力 5.耐热老化性能好于天然胶但不及丁苯胶
Nm =L/G Nm ------ 公支 L ----- 纤维的长度 G ----- 纤维的重量
–旦(Denier)---定长制 单位长度(9000米)的纤维或纺线所具有的重量
(以克计) 称“旦”,例如,9000米长的纤维 重量为8克,则称8旦。
D=G/L/9000=9000/ Nm D—旦数 G— 纤维的重量 g L —纤维的长度 m Nm—支数
• 胎圈钢丝的分类:
– 按镀层来分
镀层 组分 黄铜
紫铜
Cu
67.077.0
≥99.9
低锡 青铜
高锡 青铜
≥97.0
80.094.0
化学成分 (%)
Sn
Zn
--
23.0-
33.0
-- --
0.3-
--
3.0
6.0-
--
20.0
– 按强度来分 普通强度(NT)、高强度(HT)
• 胎圈钢丝Leabharlann Baidu要品种:
¢0.89 ¢0.95 ¢1.30
能使橡胶分子间产生交联,形成三维网状结构。 普通硫黄
硫黄
不溶性硫黄

二硫化烷基苯酚(Vultac)

硫黄给予体 秋兰姆(TMTD)、
丁基橡胶
• 性能
优异的气密性 热稳定性好 优点 较好的阻尼性 化学稳定性好 高绝缘性
缺点
与普通橡胶相容性差 难于硫化、粘接
低弹性
• 性能
乙丙橡胶
优点
优异的耐臭氧性能
热稳定性好
优异的耐天候性
缺点
优异耐水、耐过热水
及耐水蒸气性能
高绝缘性
气密性差 粘性差 生胶强度低
2.补强填充剂
凡在胶料中主要起补强作用的填料称 为补强剂。如碳黑、白碳黑。它们能提高 硫化胶的耐磨性能、抗撕裂性能、拉伸强 度等物理机械性能。凡在胶料中主要起增 容作用的填料叫填充剂。如陶土、碳酸钙。 通常加入填料是为了降低成本。
缺点
1.不易分散,需配合硅烷偶联剂 2.耐磨性不及炭黑 3.表面呈酸性且吸附促进剂,硫化速度慢 4.导电性差,用白炭黑时易产生静电 5.门尼粘度高
• 硅烷偶联剂与白炭黑作用原理
白碳黑表面 硅胶偶联剂
RO
OH RO Si RO
3-乙氧基硅烷
丙基链
橡胶偶联剂 橡胶
S–X
含S功能团
共混时交联
硫化时交联
3.硫化剂
生胶
生胶
天然胶
合成胶
烟片胶
RSS3#等
标准胶 SMR、SCR、
SIR、STR
SBR、BR、 IIR、EPDM
天然胶
• 来源:橡胶树 • 成分:主要为顺式聚异戊二烯,少量的
蛋白质、类脂及其分解物、灰 分、水分。
天然胶
胶 乳
标 准 胶
天然胶
• 分级
按外观:
如烟片胶及皱片胶
NO.1X RSS、 NO.1 RSS至NO.5 RSS
• 捻向:(direction of lay)

ZS
• 捻距 3+9+15x0.22+0.15
• 定负荷伸长率 (EDF) 试样在两个规定力作用下所引起的长度增加与初
始长度的百分比. • 残余扭转 (residual torsion)
规定长度的钢帘线当其一端保持固定另一端任其 自由旋转时所旋转的转数.
斯里兰卡:SLR5 SLR10 SLR20
新加坡 :SSR5 SSR10 SSR20
天然胶
• 天然胶的性能
天然橡胶综合性能良好,可以单独使用,也可与其他 合成橡胶并用,以改进胶料性能,如成型粘性,拉伸 强度,撕裂强度等,从而提高橡胶制品的全面性能。
1.Tg=-72℃,Tf=130~140 ℃ 2.结晶橡胶,自补强性大,生胶强力高,自粘性好 3.弹性好 4.耐撕裂 5.不耐老化
原材料基础知识
轮胎生产用材料分类
• 骨架材料
钢帘线 胎圈钢丝 尼龙帘线 聚酯帘线
• 化工材料
生胶 补强填充剂 硫化剂 防老剂 增塑剂 粘合剂 其它
• 辅料
胶片隔离剂 脱模剂 胶囊隔离剂 塑料垫布 聚酯垫布 其它
骨架材料
骨架材料
钢帘线
胎圈钢丝
纤维帘线
• 钢帘线
• 分类
骨架材料
• 结构:普通型、开放型(OC)、密集型(CC)、高延伸 型(HE)、高抗冲击型(HI)
补强填充剂
炭黑分类:
超耐磨 N115
中超耐磨 N220/N234
炭黑
高耐磨 N330/N375
半补强 N762
通用 N660
快压出 N550
补强填充剂
• 炭黑ASTM法分组
补强填充剂
• ASTM法命名:
N330
任选的,代表各系列 中不同牌号间的区别 平均粒径范围 0-9 硫化速度,N表示正常硫化速度,
• 特(tex)或分特(dtex)--定长制 单位长度(1000米)的纤维所具有的重量(以克计)
称“特”;若重量以分克计(1/10g),则称“分特”
840D = 93tex = 930dtex
纤维帘线的表示方法
840D/2 37E
密度 股数 细度
材料
公司现用纤维帘线规格
N6 1890D/2 37E 44E
• 钢丝帘线使用要求:
1.从锭子房到帘布的压延在经过各种的转 动轴时,不能有硬的摩擦,防止因摩擦而
损坏镀层。
2.保持钢丝帘线表面的清洁,无油污或其 他的污染。
3.钢帘线经过裁断、压延、成型后,不能 出现松散的现象。
4.要控制好温度和湿度,防止钢丝帘线表 面生绣,降低与橡胶的粘合。
骨架材料
• 胎圈钢丝
840D/2 30E、 52E
420D/1*420D/1(48E*48E)
PET 1000D/2 51E 60E
1500D/2 52E 60E
纤维帘线的主要成分
化学名称
商品名
原料
聚己二酰己二胺 尼龙66,锦纶66 己二胺,己二酸 Nylon66
聚己内酰胺
聚对苯二甲酸乙 二酯
尼龙6,锦纶6 Nylon6 涤纶 PET
加工中分子量降到一定程度后不再降低,因而不 易过炼,可塑度 均匀。硫化胶硬度变化小。
丁苯胶
• 丁苯胶的性能
- 缺点
丁苯橡胶纯胶强度低,需加入高活性补强剂后方可使用
反式结构多,侧基上带有苯环,因而滞后损失大,生热高, 弹性低,耐寒性也稍差。但充油后能降低生热
收缩大,生胶强度低,粘着性差
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