轮胎配方设计2-1
2-1抗氧剂
第一节
抗氧剂
一、概述
抗氧剂( 抗氧剂 (Antioxidant) 是指那些能防止或 ) 阻缓有机材料氧化的化合物。 阻缓有机材料氧化的化合物 。 它可以捕 获活性游离基生成非活性的游离基， 获活性游离基生成非活性的游离基 ， 从 而使链锁反应终止； 而使链锁反应终止 ； 或者能够分解氧化 过程中产生的聚合物氢过氧化物生成稳 定的非活性产物， 从而中断链锁反应。 定的非活性产物 ， 从而中断链锁反应 。 总之， 总之 ， 抗氧剂的作用在于延缓高分子材 料的氧化过程， 保证它们能够顺利地进 料的氧化过程 ， 保证它们能够顺利地 进 行加工并延长其使用寿命。 行加工并延长其使用寿命。 种类：主抗氧剂、 种类：主抗氧剂、辅助抗氧剂
存在的问题
规模小，经济效益低下，产品质量低下， 新产品开发缓慢，产品结构不合理，市 场竞争激烈，许多专用高档抗氧剂还需 依赖进口，2008年国内抗氧剂进口量为5 700吨左右。抗氧剂工业正向专用化、系 700 列化、复合化、高效化方向发展。
五、发展趋势
（1）向高分子抗氧剂方向发展 由于高分子抗氧剂具有高的热稳定性、耐抽提性、相容 性好及相对的无毒，故抗氧剂的大分子化是近期抗氧剂 发展的一个重大方向。高分子抗氧剂可以通过聚合、共 聚和大分子反应而获得。聚合型受阻酚类抗氧剂的最佳 相对分子质量通常在1000～3000[12] 范围内，这个范围 是对热稳定性、耐抽提性和效率进行了综合权衡得出的。 （2）向反应型抗氧剂方向发展 反应型抗氧剂也称为高分子结合型抗氧剂(Polymer bound Antioxidant)。它通过含有反应基团的抗氧剂， 在高分子热加工中或在聚合中，通过化学反应或自由基 反应键合在所保护的高分子链上，从而使低分子量的抗 氧化作用化合物达到高分子抗氧剂所具有的耐热、耐抽 提、易相容的效果。
219527540_低生热助剂DC-01在矿用工程机械轮胎基部胶中的应用
橡 胶 工 业CHINA RUBBER INDUSTRY528第70卷第7期Vol.70 No.72023年7月J u l.2023低生热助剂DC -01在矿用工程机械轮胎基部胶中的应用郭永芳，孟庆伟，潘国徽，于 飞，郭 震*，王银竹[泰凯英（青岛）专用轮胎技术研究开发有限公司，山东 青岛 266100]摘要：研究低生热助剂DC -01在矿用工程机械轮胎基部胶中的应用。
结果表明：在基部胶中加入低生热助剂DC -01，胶料的门尼粘度增大，焦烧时间缩短，硫化速度加快；硫化胶的拉伸性能变化不大，耐老化性能提高，压缩疲劳温升和滚动阻力降低；成品轮胎的耐久性能提高，TKPH 值增大，作业能力得到提升。
关键词：低生热助剂DC -01；矿用工程机械轮胎；基部胶；压缩疲劳温升中图分类号：TQ330.38＋7 文章编号：1000-890X （2023）07-0528-05文献标志码：A DOI ：10.12136/j.issn.1000-890X.2023.07.0528与普通轮胎相比，矿用工程机械轮胎的使用条件更为严苛，路况也更加恶劣，在重载及高速下行驶对轮胎的生热要求较高[1]。
现有矿用工程机械轮胎的配方设计有两个方向[2-3]：一是用于路况较好的低生热轮胎；二是用于路况较差的抗切割轮胎。
轮胎的低生热和抗切割性能受制于胶料的生胶与填料的性能[4]，往往无法兼顾。
对于使用条件非常恶劣的井下车辆、宽体车辆等，为了确保轮胎的抗切割性能，不得不牺牲生热性能，导致轮胎出现胎肩脱层问题。
为了解决轮胎的生热问题，通常胎面胶采用全丁苯橡胶，以提高轮胎的抗切割性能，基部胶则采用全天然橡胶（NR ），以降低轮胎的生热 [5-7]。
本工作主要研究低生热助剂DC -01（萘并酰肼，以下简称DC -01）在矿用工程机械轮胎基部胶中的应用。
1 实验1.1 主要原材料NR ，STR20，泰国产品；炭黑N375，江西黑猫炭黑股份有限公司产品；白炭黑，牌号BET -175，罗地亚白炭黑（青岛）有限公司产品；硅烷偶联剂TESPT ，南京能德新材料技术有限公司产品；塑解剂SJ -103，寿光市隆泰橡塑制品有限公司产品；氧化锌，洛阳丹柯锌业有限公司产品；硬脂酸，山东中旺油脂有限公司产品；防老剂RD ，科迈化工股份有限公司产品；防老剂4020，山东圣奥化学科技有限公司产品；增粘树脂T6000，德州普乐化工有限公司产品；抗疲劳剂G -108，上海嶅稞实业有限公司产品；增塑剂A ，聊城鑫瑞橡塑助剂有限公司产品；防焦剂CTP ，山东阳谷华泰化工股份有限公司产品；硫黄OT -20，南京盛庆和化工有限公司产品；促进剂TBBS ，河南恒瑞橡塑科技股份有限公司产品；DC -01，大冢化学管理（上海）有限公司产品。
轮胎配方设计4
四、压延(calendering)
压延胶料应具有： 良好的包辊性（既不能粘辊，也不能脱辊） 良好的流动性（保证胶料外观质量） 抗焦烧性（加工安全性） 低收缩性（复合制品的外观及工艺性） 1．生胶：NR>BR>SBR>NBR>IIR， 门尼粘度低的胶料工艺性较好。 通常压延胶料的ML1+4100应控制在60以下 经验数据：压片胶料 50～60 贴胶胶料 40～50 擦胶胶料 30～40
１、胶种的选择： 选用SSBR，TPI，1,2-聚丁二烯，集成橡胶(SIBR) 如将 65 份溶聚丁苯胶、 35 份 RSS 3( 烟片胶 ) 、 30 份 Seast KH( 炭黑 ) 、 30 份 NZPsil AQ( 二氧化硅 ) 、 3份Si69、2份二甲醇、3份氧化锌、1份Lunac YA、 1.5份 Antigen 6C以及 0.5份 Sunnoc 组成胶料，再和 1.7 份 Nocceter NS-F 与 1.7 份油处理过的硫黄一起 混炼，在160℃下加压硫化制成试样。 试验表明：在 0℃和 60℃下其介质损耗角正切 tanδ分别为0.572和0.153。 在轿车和轻型载重半钢丝子午胎的胎面胶中， 用20～25质量份SSBR取代等量的乳聚丁苯胶，轮胎 滚动阻力即可减小10％，降低汽车燃油消耗2％左 右(时速100Km／h)
625
1.1 2.32
659
0.9 2.13
702
0.8 1.97
724
0.78 1.94
743
0.76 1.92
746
0.74 1.9
2）生胶的选择 橡胶不同门尼粘度，如NBR2865 和3445 加工要求：挤出制品：门尼粘度≤60 压延贴胶：门尼粘度≤50 压延擦胶：门尼粘度≤40 海绵制品：门尼粘度更低 但有特殊情况，如耐热垫圈，需高温低 压变，可采用高门尼值的橡胶。 3) 加入填充剂（用量大，粒径小）使胶料 粘度增加，加入软化剂使胶料粘度下降。
工程胎配方设计解读
配方基础知识
TYPE C2 TYPE C1
耐 切 割 性 能 速 度
TYPE CS TYPE SNOW TYPE IND TYPE R1 TYPE H2 TYPE H1
HEAT RESISTANT / HIGH SPEED 耐热性能/高速性能
CUT RESITANT /SLOW SPEED
/
花纹编码对应配方列表
配方设计时，除考虑同一配方中各配合剂之间的内在 联系，同时要考虑相接触的胶料中的配合剂的联系。 如，相邻胶料配方的硫黄、促进剂等。 配方设计人员在考虑选取配合剂时，要避免使用有毒 原材料，尽力不使用能导致职业病的配合剂和溶剂， 减少污染和公害，加强劳动保护，确保操作人员的健 康和环境的清洁。
2）具体的设计原则
对轮胎产品的性能要求、使用条件要求均要有充分正 确的认识，进行有针对性的设计。使产品性能满足使 用的要求或给定的指标。 对轮胎各部件的特殊性能要求和胶料的加工性能(加工 过程中的温度、胶料流动性等)要求要有充分正确的认 识，要与轮胎结构设计工程师进行交流，既要考虑各 不同部件在使用、加工过程的差异性，又要考虑它们 的共性和相关性，确保各部位的胶料性能达到要求。 在保证满足使用性能或给定的指标情况下，尽量节约 原材料和降低成本，或者在不提高成本情况下提高质 量。
4 配方特点
1）胎面胶 轮胎的胎面直接与地面接触摩擦,并通过胎面把路面的冲击 力、 摩擦生热传递到整个轮胎，因此胎面胶应具有耐磨、抗冲 击、耐刺扎、防湿滑、良好的操纵稳定性以及低的生热。 此外,胎面胶还应具有优异的防老化性能和良好的加工性,因 此, 在配方中选用酮胺类与对苯二胺类防老剂并用,采用次磺酰 胺类促进剂,使胶料具有良好的抗焦烧性能和压出性能。 为了提高胎面胶耐磨、抗切割性能，中、小型工程机械轮胎 的硫化体系采用半有效硫化体系，巨型、大型工程机械轮胎采用 等效硫化体系。
橡胶配方设计基础
a
（小点）
x2
x1
b （大点）
b （大点）
应用实例
子午线轮胎子口包胶使用齐聚酯增硬。胶料要求为：
硬度（邵氏A）达到85度；拉伸强度不小于20MPa；扯
断伸长率不小于200%。
x2(0.382)
x1(0.618)
0
5.7
9.3
15
齐聚酯用量（质量份） 0 5.7(0.382) 9.3(0.618) 15
1.4 橡胶配方设计方法
橡胶配方设计主要依赖于人们在生产当中积累的 经验规律，通过大量而繁复的试验来优化配方，造 成大量人力、物力的浪费。
随着科学技术在各个领域的进步和发展，尤其是 计算机技术的迅速发展，橡胶行业已经开始采用计 算机进行配方设计。
1.单因素设计方法
因素：需要考察的影响试验胶料性能指标的因素, 如橡胶配方组分中的硫化剂、补强剂、防老剂等； 水平：每个试验因素可能取值的状态
作业：将下述基本配方换算成其它形式表示的配方， 假设炼胶机的容量为31. 50Kg，要求写出换算公式。
组分 质量/份 配方 /Kg
密度/ 体积/份 （g/cm3）
质量
体积
生产
百分数/% 百分数/%
NR 100.00 0.92 20.00
108.70
S 促M ZnO
2.75 0.75 5.00
2.05 1.42 5.57
250 225
218
200
试验结果：齐聚酯用量的合理范围为2.2～5.7质量份。
平分法(对分法)
如果在试验范围内，目标函数是单调的，要找出满 足一定条件的最优点，可以用平分法。平分法和黄 金分割相似，但平分法逼近最佳范围的速度更快， 在试验范围内每次都可以去掉试验范围的一半，而 且取点方便。
航空子午线轮胎胎侧胶配方的优化设计
航空子午线轮胎胎侧胶配方的优化设计吴洪全，黄义钢，常爱修，臧云红（青岛双星轮胎工业有限公司，山东青岛266400）摘要：对航空子午线轮胎胎侧胶配方进行优化设计。
试验结果表明：胎侧胶优选配方为天然橡胶 65，顺丁橡胶 35，炭黑N375 50，增粘树脂Koresin 2，防老剂 5.5，不溶性硫黄 1.8，促进剂TBBS 0.8，其他 8.7；与生产配方胶料相比，试验配方胶料的门尼焦烧时间延长，加工安全性和抗硫化返原性能提高，硫化胶的密度减小，拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度增大，耐低温和耐屈挠性能提高；成品轮胎的导电性能达到相关标准要求。
关键词：航空子午线轮胎；胎侧胶；物理性能；耐低温性能；耐屈挠性能；导电性能中图分类号：U463.341＋.6 文章编号：1006-8171（2023）03-0172-05文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2023.03.0172我国具有世界上发展很快、潜力巨大的航空市场。
据测算，2016—2035年的20年间，我国飞机保有量将由8 001架增加到34 264架，航空轮胎市场规模也相应的将由38.66亿元提高到97.76亿元，市场潜力巨大。
作为全球轮胎产销大国，我国的高端航空轮胎市场却被米其林、普利司通、固特异等国际巨头占据了95%的份额，处于绝对垄断地位[1-3]。
国内航空轮胎生产处于“卡脖子”状态。
纵观国内航空轮胎发展史，从原沈阳第三橡胶厂研制出第1批航空斜交轮胎开始，起步晚、起点低，可生产航空轮胎的厂家少，技术相对落后。
如今，航空轮胎正进入子午化扩张期，又适逢我国航空轮胎发展迎来政策利好期，多家国企、民企轮胎厂开始参与航空轮胎的研制，在注重传统航空斜交轮胎和航空子午线轮胎研发的同时，布局研发新一代航空子午线轮胎技术和产品，是追赶国际巨头、缩小差距的绝好机遇[1]。
我公司正在使用的航空轮胎胎侧胶因耐高低温性能及耐屈挠性能较差，已不能满足航空子午线轮胎的相关要求。
轮胎配方总结报告范文(3篇)
第1篇一、前言轮胎作为汽车的重要部件，其性能直接影响到汽车的安全、舒适性和燃油经济性。
轮胎配方是轮胎制造的核心技术之一，直接影响着轮胎的质量和性能。
本报告对轮胎配方进行了全面总结，旨在为轮胎制造企业提供技术支持，提高轮胎产品的市场竞争力。
二、轮胎配方概述1. 轮胎配方组成轮胎配方主要由以下几部分组成：（1）橡胶：作为轮胎的主体材料，其性能直接影响轮胎的耐磨性、抗湿滑性和抗老化性等。
（2）炭黑：作为轮胎的补强剂，提高轮胎的强度和抗磨损性能。
（3）白炭黑：作为轮胎的填充剂，提高轮胎的弹性和抗撕裂性能。
（4）油料：作为轮胎的软化剂，提高轮胎的柔韧性和耐低温性能。
（5）其他助剂：如抗氧剂、抗臭氧剂、抗静电剂等，用于提高轮胎的耐老化、耐臭氧和抗静电性能。
2. 轮胎配方设计原则（1）满足轮胎性能要求：轮胎配方设计应满足轮胎的耐磨、抗湿滑、抗老化、抗撕裂等性能要求。
（2）提高生产效率：优化配方，降低生产成本，提高生产效率。
（3）环保要求：选用环保型原材料，降低轮胎生产过程中的环境污染。
（4）成本控制：在满足性能要求的前提下，降低原材料成本。
三、轮胎配方优化方法1. 优化橡胶配方（1）选用高性能橡胶：选用耐高温、耐老化、耐磨等性能优异的橡胶材料。
（2）调整橡胶配方：通过调整橡胶的配方，提高轮胎的耐磨、抗湿滑、抗老化等性能。
2. 优化炭黑配方（1）选用高性能炭黑：选用具有良好补强性能的炭黑材料。
（2）调整炭黑用量：在满足性能要求的前提下，适当降低炭黑用量，降低生产成本。
3. 优化白炭黑配方（1）选用高性能白炭黑：选用具有良好填充性能的白炭黑材料。
（2）调整白炭黑用量：在满足性能要求的前提下，适当降低白炭黑用量，降低生产成本。
4. 优化油料配方（1）选用环保型油料：选用环保型油料，降低轮胎生产过程中的环境污染。
（2）调整油料配方：通过调整油料配方，提高轮胎的柔韧性和耐低温性能。
5. 优化其他助剂配方（1）选用高性能助剂：选用具有良好抗老化、抗臭氧、抗静电等性能的助剂。
IIR内胎 第1 部分 配方设计
项 目 门尼粘度下降 乙烯质量分数下降 相对分子质量分布变宽 二烯质量分数降低
表 3 EPDM 结构2性能关系
改 善 聚合物分散性 、挤出口型膨胀 、收缩率 、
生胶粘性 (V2200 :34ML) 拉伸永久变形 、生胶强度 ( HO T)
(V2200 :中2低) 混炼 、分散性 (V2200 :中2宽)
Exxon Butyl 077
Polysar Butyl 101
Exxon Butyl 007
Polysar Butyl 10123
注 :1) 用非污染型防老剂稳定的品种 ;2) 此品种不含防老剂 。
73 0 轮 胎 工 业 1997 年第 17 卷
的缺点 。
2 IIR 内胎的配方设计 下面将讨论配方设计技术和 IIR 内胎的
配方设计 ,其中包括聚合物 、填充剂 、加工助 剂和硫化体系等配合剂的选择 。在开始讨论 内胎的配方要求之前 ,必须先了解内胎的性
能要求 ,其中包括 : ·低透气率 ; ·耐热 ; ·低拉伸永久变形 ; ·耐热老化性能 ; ·良好的物理性能和这些性能较高的保
1 IIR 的性能和品种 埃克森为不同用途和改善加工性能开发
了一系列异丁烯产品 ,其中包括 : ·HIIR (CIIR 和 B IIR) ; ·星形支化丁基橡胶 ( SBB) ; ·HSBB (CSBB 和 BSBB) ; ·Exxpro 。
IIR 的性能可以归纳如下 : (1) 气密性比 N R 高 13 倍 ; (2) 具有优异的耐老化 、耐候 、耐化学药 品 、耐水 、耐臭氧和耐热性能 ; (3) 在环境温度下没有回弹性 ,因此具有 较高的吸收冲击和振动的能力 ; (4) 具有优异的抗撕裂性能 。 IIR 是自补强聚合物 ,纯胶拉伸强度达 25 M Pa 。尽管其玻璃化温度约为 - 65 ℃,接 近 N R 的 - 70 ℃,但由于大分子链中大量的 甲基侧基对弹性运动造成相当大的位阻 ,因 此其硫化胶的回弹性非常低 ,而其密实的结 构使其具有极低的透气率 。 表 1 示出了按不饱和度和门尼粘度差别 划分的不同品级的商品 IIR 。表 2 示出了不 同弹性体的气密性 。 IIR 的典型粘均相对分子质量为 35 万 ～45 万 , 物 质 的 量 不 饱 和 度 ( mole percent unsaturation) ( 由 于 有 异 戊 二 烯 单 元 ) 为 018 %～210 %“, 物质的量不饱和度”一词是 指聚合物中每 100 个单体分子里的异戊二烯 分子数量 。因此物质的量不饱和度为1 %的
欧洲市场Premium HP夏季轿车子午线轮胎胎面胶配方的开发
欧洲市场Premium HP夏季轿车子午线轮胎胎面胶配方的开发王建功，黄义钢，张锡熙，赵晓东（青岛双星轮胎工业有限公司，山东青岛 266400）摘要：介绍欧洲市场Premium HP夏季轿车子午线轮胎胎面胶配方的开发情况。
试验结果表明：采用高相对分子质量、高苯乙烯含量的溶聚丁苯橡胶（SSBR）并用低相对分子质量、低苯乙烯含量SSBR，同时高填充高分散性白炭黑，胶料的加工性能良好，硫化胶的各项性能满足轿车子午线轮胎基本性能要求；成品轮胎的抗湿滑性能提高，滚动阻力降低，其中抗湿滑等级和滚动阻力等级可分别达到欧盟轮胎标签法的A级和C级。
关键词：轿车子午线轮胎；胎面胶；溶聚丁苯橡胶；高分散性白炭黑；抗湿滑性能；滚动阻力；轮胎标签法中图分类号：TQ333.1；U463.341＋.4/.6 文章编号：1006-8171（2021）05-0315-05文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2021.05.0315自2012年欧盟强制实施轮胎标签法以来，全球各大轮胎制造企业致力于提高自有品牌轮胎性能，以达到更高轮胎标签等级，从而提升品牌竞争力[1]。
2018年5月17日，欧盟委员会发布了修订版No.1222/2009法规提案，即新版轮胎标签法。
新版轮胎标签等级在现有基础上对轮胎的抗湿滑性能和滚动阻力等提出了更为严苛的要求[2]。
本工作将开发针对欧洲市场Premium HP夏季轿车子午线轮胎胎面胶的新配方，考虑其应用条件及新版轮胎标签法的要求，着重提高轮胎的抗湿滑性能，同时兼顾降低滚动阻力。
1 设计思路和技术目标1.1 设计思路明确欧洲市场Premium HP夏季轿车子午线轮胎产品定位，以高抗湿滑性能为主，兼顾低滚动阻力及其他性能。
由于溶聚丁苯橡胶（SSBR）对胎面胶配方设计“魔三角”（抗湿滑性能、滚动阻力和耐磨性能）有较好的平衡作用，因此广泛应用于轿车子午线轮胎胎面胶中。
其微观结构对胶料性能会产生不同影响，分子链苯乙烯含量越大，相对分子质量越大，玻璃化温度（T g）越高，对抗湿滑性能的贡献越大，但滚动阻力相应增大，反之则相反[3-5]。
轮胎 轮胎配方设计基础知识
第四章轮胎配方设计基础知识轮胎在负载条件下在公路上滚动，由于受到负荷作用以及路面的反作用，使轮胎在行驶过程中受到了复杂的动态变形和磨损。
随着公路的发展，特别是高等级公路的发展，车速的提高，轮胎的变形和磨损变的更为复杂，其寿命和安全性及其对汽车的操纵稳定性能的影响，更成为人们日益关心的问题。
因此对汽车轮胎的结构设计和配方设计及其相应的工艺投入了巨大的力量进行研究和改进。
子午胎的出现，从根本上改变了轮胎的力学性能和轮胎的使用性能，大大提高了轮胎的使用寿命，显示了极大的优越性能，被称之为轮胎工业的革命。
在世界范围来讲，子午胎问世于二十世纪40年代，50年代起步，60年代推广，70年代大发展，90年代基本实现子午化。
目前在西欧和美国等发达国家汽车轮胎基本上100%子午化，农业轮胎、航空轮胎也正在子午化。
我国的子午胎起步于60年代，经历了70年代的徘徊不前，直到80年代的中后期才有足够的认识和一定的经济实力发展子午胎。
通过引进邓录普、皮列里和费尔斯通等的半钢和全钢子午胎生产技术，并通过以北京橡胶院为代表的研究单位的消化吸收，我国的子午胎得到了大发展，行成了国有、股份、合资和民营齐头并进的局面。
到2003年末，汽车轮胎子午化率达到了47%，特别是载重子午胎从2001年开始每年以50%的速度递增，2003年产量突破了1000万条。
随着橡胶加工制造业的向中国的转移，斜交胎也得到了一定的发展，中国的小型、中型斜交胎有1/3以上出口，填补了部分发达国家的市场空缺，满足了发展中国家的需要，在2002年中国首次超过美国，成为世界第一橡胶消费大国，可以讲，我们正迎来橡胶工业，特别是轮胎工业的大发展阶段。
胶料和骨架材料作为轮胎的组成部分，其物理性能和工艺性能关系到轮胎的制造工艺的可行性和轮胎的使用性能，因此胶料的配方设计成为轮胎工业的一个重要组成部分。
随着轮胎结构从实心到充气轮胎，从斜交胎到子午胎，从高断面轮胎到低断面即扁平化，从有内胎到无内胎，从全天候到高行驶性能轮胎；骨架材料从棉帘线到人造丝、尼龙、聚酯和钢丝帘线、芳纶；以及橡胶原材料和橡胶加工工艺的一系列的发展过程中，轮胎胶料配方的设计也随之有较大的发展和变化。
橡胶配方设计应用技术
密炼机装胶容量
Q K V
γ——胶料相对密度； k——系数(0. 65~0. 85)； V——密炼机容积。
根据实训中心现有开炼机分别为XK-160（6寸）、XK250（10寸）、XK-360（14寸）、XK-400（16寸）炼 胶容量各有多少？分组分别计算。
作业布置
❖ 课内作业： ❖ 1、试将以下大底基本配方转换成生产配方（试验配方的
总质量为2.18kg） ❖ 基本配方：天然橡胶100，硫黄2，促进剂M 0.2，促进
剂 D0.8，氧化锌5，硬脂酸3，高耐磨炉黑55，轻机油 15，古马隆树脂15，防老剂D1.0，石蜡1，陶土20，合 计 218 ❖ 炭黑母炼胶配方：天然橡胶100，硬脂酸3.0，高耐磨炉 黑85，合计188。
❖ 课外作业：学生查阅相关配方的组成表示、配方的相关换 算方法；常规橡胶配方检测的试验方法等。
项目布置
❖一、任务五、橡胶配方设计原理 ❖子项目一：配方设计与硫化胶性能之间的
关系 ❖二、学生查阅相关资料主要了解如何调整
定伸应力、硬度、撕裂强度、耐磨性、永 久变形、耐屈挠性、密度等；课外对斜交 胎、子午线轮胎性能进行汇总。
的形式来表示。
❖ (3)体积分数配方 ❖ 以体积分数来表示的配方，即以胶料的总体积为
100％，生胶及各种配合剂都以体积分数来表示。 ❖ 讨论： ❖ 内容：如何将基本配方转化体积百分比配方 ❖ 安排：学生分组讨论，学生发言讨论 ❖ 教师总结：
师生讨论总结
❖子任务一：确定配方的不同表示形式 ❖子任务二：进行配方之间的换算
400
1000
18.65
1：1.27 10
18-35
X（S）K450A
轮胎生产流程、生产工艺
第一节、生产流程及生产工艺合理的结构设计，配方设计,优质的原材料和科学的工艺条件，需要高精度的生产过程。
必须从生产工艺装备上形成比较完整的生产流水线及专用的辅助设备,保证生产工艺技术先进、严格、科学合理。
否则再好的设计，保证不了轮胎加工质量和精度，生产过程控制不好，也不可能有好的产品质量.生产过程主要包括:胶料制备、纤维帘布压延、各种型胶压出、钢丝帘布压延、裁断、钢丝圈制造、轮胎成型、硫化、白胎侧打磨和喷涂保护液、成品检测等几个主要工序.现将主要的工艺介绍如下：1、胶料制备：▲混炼工艺混炼工艺是子午胎生产的重要环节。
子午胎胶料的特点是碳黑填充量大，胶料硬度高，加入的助剂多,混炼困难。
根据不同的胶料要求和配方特点,确定的混炼工艺是不同的。
混炼过程分为母炼胶和终炼胶，母炼胶通常还分为一段母胶、二段母胶或三段母胶等。
碳黑的用量越大混炼的段数越多。
在整个的胶料制备过程中,要保证两个方面的过程得到有效的控制，一个是称量系统,要保证各种配方的橡胶和助剂等材料称量准确，二是要求在混炼过程中温度、时间、功率等工艺参数得到有效的控制，这些参数直接影响到混炼胶的质量的好坏。
目前各种物料的称量和输送和生产过程的工艺参数基本采用自动称量系统，由计算机自动控制，保证胶料的质量。
混炼系统一般包括为:小料自动称量系统碳黑储罐及称量系统工艺油储罐及称量系统隔离液储罐和循环系统上辅机控制系统密炼机下辅机系统用于母胶混炼密炼机一般容量大，效率高，如PX—420密炼机、GK400等，其下辅机为螺杆挤出机；用于终炼胶的密炼机为GK255密炼机、GK270N密炼机，其下辅机为开炼机，主要保证胶料的温度能尽快降低.密炼机密炼机是胶料混炼最重要的设备。
根据转子的不同密炼机可分为很多种。
ZZ2型转子具有排胶温度低、效率高、分散性好等特点，其炼胶性能均优于其它类型密炼机，特别适用于子午胎胶料的终炼。
4—Wing为四棱切线型转子，它具有较大的填充系数和能量输入，由于胶料在混炼室内得到最充分的流动，使其具有较高的出胶量和炼胶质量.PES3啮合型转子有较宽的棱部，能使胶料沿螺旋型棱部不断更新胶面，能消除流动很小的滞流区。
轮胎材料配方介绍
轮胎材料配方介绍 The manuscript was revised on the evening of 2021第三节材料和配方一、轮胎原材料1、橡胶橡胶是轮胎胶料的基体，在配方胶料中橡胶的比率会超过50%，也就是说轮胎胶料中主要的成分是橡胶。
子午线轮胎中采用的橡胶分为天然橡胶和合成橡胶两种。
（1）、天然橡胶天然橡胶是原产于热带地区的一种乔木——橡胶树的产物。
当割开橡胶树干，便有乳白似的胶液从树皮里流出,因此在有些地方称为“流泪的树”。
含有橡胶的植物有二千多种，但最有价值的是三叶橡胶树（如上图），原产于巴西亚马逊河一带。
因此这些树的学名为巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)。
巴西虽然是巴西橡胶树的原产地，但由于南美叶疾病的危害和劳动力缺乏，种植面积却很小。
目前巴西橡胶树的种植地区主要集中在东南亚，占世界种植面积的80%以上。
天然橡胶的采集是通过割开橡胶树干，使乳白似的胶液从树皮里流出，收集后使它凝固，再经过一系列工序，就成为半透明的橡胶块。
据记载，世界上最早应用天然橡胶的是古代美洲的印第安人。
他们常用当地橡胶树产出的胶汁制作雨衣、瓶罐及玩具之类的东西。
1492年，哥伦布率领船队横渡大西洋，想寻找通向中国和印度的海路，不料由于航行的错误而跑到了美洲。
就在这次闻名世界的航行中，他把印第安人制作的橡胶用具和玩的橡胶球带回了欧洲，使欧洲人第一次见到了橡胶。
中国在1904年开始种植橡胶树，主要产地在海南省和云南省。
目前轮胎生产使用的天然橡胶主要分为烟片胶和标准橡胶两种，烟片胶常用的为1号烟片胶（RSS1）和3号（RSS3）胶；标准橡胶为标准橡胶10号和20号。
天然橡胶的主要的化学成分为一种以异戊二烯为主要成份的高分子化合物。
烟片胶和标准橡胶性质是相同的只是在加工方面的区别，由于标准橡胶产品具有良好的均一性，加工方便，目前子午胎使用的天然橡胶多为标准橡胶。
烟片胶的生产过程为：鲜胶乳—→加保存剂—→过滤除杂质—→加水稀释—→澄清—→加酸凝固—→凝块压片—→熏烟干燥—→分级—→包装。
轮胎胶料配方设计
轮胎胶料配方设计 2008-1-5第一节轮胎各部件胶料配方设计一、胎面胶、胎侧胶配方设计1、胎面胶、胎侧胶性能要求（1）胎面胶性能要求由于胎面是轮胎与路面直接接触的部位，承受着轮胎最苛刻的外应力作用，经常出现的损坏形式为胎面磨光、刺扎损坏、花纹崩花及裂口，导致胎体爆破，影响轮胎的使用寿命。
因此，胎面胶应具有优越的耐磨性，较高的拉伸强度和撕裂强度，良好的耐老化、耐屈挠、耐热、抗刺扎和抗花纹沟裂口等性能。
（2）胎侧胶性能要求胎侧即轮胎两侧，是侧向变形最大的部位，胎侧胶较薄，用以保护胎体免受机械损伤及日光、风雨的侵蚀，其损坏形式为屈挠龟裂、机械损伤。
因此，胎侧胶应具有良好的强伸性能及耐屈挠龟裂、耐大气老化等性能。
胎面胶、胎侧胶可用一种胶料制备，但一种胶料难以同时满足各种不同性能的要求。
目前大中型载重轮胎已普遍采用分层出形的复合胎面胶，既利于提高产品质量，又可降低成本。
分层压出形式常用的有以下三种形式。
①胎冠上层用一种胶料，胎冠下层胶与胎侧共用一种胶料。
②胎冠上、下层用一种胶料，胎侧用另一种胶料。
③胎冠、胎肩、胎侧分别采用三种胶料。
2、胎面胶、胎侧胶配方（1）胎面胶配方特点胎面胶与胎冠上层胶配方相同。
①常用生胶品种有NR、SBR 和BR。
NR 具优异的弹性、拉伸强度和耐磨性能，是轮胎胶料中理想的胶种，虽然使用中出现裂口较快，但其扩展速率比SBR 和BR慢。
SBR 具有优良的耐磨和耐老化性能。
BR 的弹性更优于NR 并具有良好的耐磨性和生热低的特点，适宜用于轮胎胎面胶较料中。
通常大型轮胎如工程机械轮胎胎面以NR 单用为宜。
中小型轮胎胎面胶则以NR 为主，掺用SBR 或BR，拖拉机轮胎胎面也可采用三胶并用的配方。
②主要补强剂是cb，可根据胶料性能要求和生胶类别确定cb 品种及用量。
胎面胶采用活性cb,一般总用量为45～50 质量份。
以下均用“份”代表“质量份”来表示配合剂用量。
③硫化体系中硫磺用量根据选用胶种而定，全天然橡胶配方硫磺用量为2.5～2.8 份，掺用SBR 或BR 的配方，以采用低硫高促体系。
根据橡胶加工工艺学设计轮胎胎面的配方设计
根据橡胶加工工艺学设计轮胎胎面的配方设计橡胶加工工艺学是研究橡胶加工过程和方法的学科，而设计轮胎胎面的配方是橡胶加工的一个重要方面。
通过合理的配方设计，可以使轮胎胎面具备良好的性能和耐久性。
本文将从胎面性能要求、橡胶配方设计和工艺流程等方面进行详细阐述。
一、胎面性能要求1.抓地力：轮胎的胎面应具有良好的抓地力，以保证车辆在不同路况下的行驶稳定性和安全性。
2.耐磨性：轮胎胎面应具有较高的耐磨性能，以延长轮胎的使用寿命。
3.抗刺穿性：轮胎胎面应具有一定的抗刺穿性能，以防止钉子等尖锐物体刺破轮胎而导致胎压下降。
4.减震性：轮胎胎面应具有良好的减震性能，以提供乘坐舒适的驾驶体验。
二、橡胶配方设计橡胶配方设计是根据轮胎胎面的性能要求和使用环境来确定橡胶和其他辅助材料的种类和比例。
常用的橡胶材料包括天然橡胶、合成橡胶和填充剂等。
典型的橡胶配方包含以下几个方面的因素：1.胶料种类选择：根据胎面的具体要求选择合适的橡胶种类，常用的胶料包括丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶等。
2.扩张剂选择：扩张剂是橡胶中用来增加体积的物质，常用的扩张剂有白炭黑、炭黑等。
选择合适的扩张剂可以有效改善轮胎的抓地力和耐磨性。
3.填充剂选择：填充剂用于填充橡胶中的空隙，常用的填充剂有硅酸钙、碳酸钙等。
填充剂可以提高轮胎的刚性和耐磨性。
4.加工助剂选择：加工助剂包括增塑剂、硫化剂、抗氧剂等，可以改善橡胶的加工性能和耐久性。
三、工艺流程橡胶加工的工艺流程通常包括原料预处理、混炼、成型和硫化等步骤。
1.原料预处理：橡胶原料在使用前需要进行预处理，包括除尘、筛选等工序，以确保原料的质量和干净程度。
2.混炼：将经过预处理的橡胶和其他辅助材料放入混炼机中进行混炼。
混炼的目的是将不同的材料充分混合，形成均匀的橡胶糊。
3.成型：将混炼好的橡胶糊通过挤出机或模压机成型成胎面的形状。
成型工艺的选择会影响胎面的成品质量和耐久性。
4.硫化：将成型好的胎面放入硫化机中进行硫化。
轮胎胶料配方设计
轮胎胶料配方设计
设计轮胎胶料配方需要考虑以下几个方面：
1. 耐磨性：轮胎胶料需要具备较高的耐磨性，以满足长时间高速行驶的要求。
可添加磨损抗剥离剂和碳黑等填充材料来提高耐磨性。
2. 抗老化性：轮胎胶料需要具备良好的抗氧化和抗紫外线老化性能，以延长使用寿命。
可添加抗氧剂和紫外线吸收剂等添加剂来提高抗老化性。
3. 激活剂：轮胎胶料需要通过添加活化剂来促进交联反应，提高胶料的强度和耐久性。
4. 弹性和耐撕裂性：轮胎胶料需要具备较好的弹性和耐撕裂性，以确保在各种路况下的安全性能。
可添加交联剂、增韧剂和增强剂等来提高弹性和耐撕裂性。
5. 粘附性：轮胎胶料需要能够与胎面和胎体良好的粘接，以确保稳定和安全的使用。
可添加粘合剂和胶黏剂等来提高粘附性。
以上只是一些常见的考虑因素，具体的轮胎胶料配方设计还需要根据具体的应用和要求来确定，可以通过实验和测试来优化和调整配方。
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12．老化性能： (1)热空气老化：拉伸强度、硬度、扯断伸长率 的变化率或保持率。 (2)臭氧老化：洗碗机消毒 13．低温性能：1)脆性温度：断裂时的最低温度 2)玻璃化温度的测定：差热分析仪 14．热性能：1)导热系数、热传导 2)分解温度或氧化起始温度 15．阻燃性:(1)氧指数：氧指数越大，阻燃性越好 装饰及汽车配件 (2)锥形量热仪：热释放速率、烟量、 点燃时间、有害气体成份等。
6．配方经验规律与统计数学相结合。
四、橡胶配方设计的原则与程序
1、原则：
配方设计人员应用理论知识，用最少的物质 消耗，最短的时间，最少的工作量，通过科学的 橡胶配方设计方法，掌握原材料配合的内在规律， 设计出实用配方，使制品的性能、成本和工艺可 行性等方面取得最佳的综合平衡。
2、程序：
基础配方：原材料试验鉴定 性能配方：针对性能指标制定的配方 实用配方：经验证符合要求的配方 生产配方：投入生产使用的配方
8．磨耗测定： 磨耗体积
0－100度
V=(m前-m后)/ρ，cm3/1.61Km，
滚筒磨耗
磨耗指数＝V标/V试
阿克隆磨耗
9．疲劳的测试： （1）压缩疲劳：1)温升 2)变形 （2）屈挠龟裂：裂口大小及 出现裂口的时间 （3）拉伸疲劳：疲劳寿命计算
10．压缩永久变形 K=[(h0-h2)/(h0-h1)]*100% 11．粘弹性 （1）摆锤式回弹仪 （2）蠕变 （3）应力松弛 （4）动态粘弹性能(DMA)、动态模量及tgδ
19．耐液体：耐油、耐化学溶剂、耐酸碱
体积、重量变化率及物理性质的变化率
20．粘合强度：
胶料与胶料之间：剥离强度
胶料与帘线及钢丝之间：H抽出法
加工性能和物理机械性能测试要求：
1)变异性：a.材料本身不完全均匀 b.试验步骤的变异性
2)准确度表示测定值与真实值相符的程度
3)精密度表示各次测定值彼此间相符的程度
16．绝缘性： 1) 表面电阻率和体积电阻率大小 1015Ω·cm以上 2) 介电损耗 介电损耗越大，绝缘性越差 3) 击穿电压强度 击穿电压/厚度 17．导电性：体积电阻率 10Ω·cm以下 抗静电 106～10Ω·cm 高分子导电、导电填料 18．扩散与渗透性能 1)透气性：内胎IIR化、环氧NR 2)透湿性和透水性：防水卷材、水坝、房屋 3)油扩散
作业：求出混炼胶的密度和成本
生产配方组成：
1) 胶料用途
2) 胶料的名称及代号，生胶及各种配合 剂的用量 3) 合计（计算密度、含胶率、成本） 4) 工艺条件 5) 物理机械性能
4)重复性是指同一实验室中数据的准确度
5)再现性是指不同实验室间数据的准确度
三．橡胶配方设计特点
因子：统称影响胶料性能指标的因素为因子， 如原材料、工艺等。 水平：每个因子可能处于的状态，水平可以是 原材料的品种、用量或工艺处理参数等。
1．橡胶配方设计是多因素的试验问题;
2．橡胶配方设计是水平数不等的试验问题 3．橡胶配方中各种原材料之间的交互作用强烈; 4．工艺因素有时对橡胶配方设计起决定性作用; 5．橡胶配方设计中尽力排除试验误差; ;
硫化橡胶的性能测试
1．拉伸强度 σ＝P/bh，Mpa 2．定伸应力，Mpa 100%，300%，Mpa 3．扯断伸长率 ，％
є＝[（L1-L0）/L0]*100%
4．扯断永久变形： S=(L2- L0)/ L0 ，％ 5．撕裂强度： Φ＝P/h，KN/m
6．有效弹性和滞后损失
7．硬度测定：邵尔A型
五、橡胶配方的组成及表示方法
橡胶配方简单地说，就是表示生胶和配合剂用量 配比表。表示方法：
1. 质量份数表示：以生胶分数为 100 ，其余配合质量为 100 ，生胶和配 合剂所占比例数来表示。 3. 体积百分数表示：即以胶料的总体积为100%，将基 本配方中生胶及各种配合剂的重量分数分别除以各自 的相对密度，求出体积份数。 4. 符合生产使用要求的质量配方称为生产配方，取炼 胶机的装胶量 Q 除以基本配方总质量即得换算系数， 乘以基本配方中各组分的质量份，即得实际用量。
举例：摩托车胎配方：采用密炼机炼胶，总装胶量为40kg
配合剂 质量份数 质量百分数 生产配方 密度 价格 NR 60 30 12kg 0.92 20 SBR 40 20 8kg 0.95 18 ZnO 5 2.5 1kg 5.57 25 SA 2 1 400g 0.92 10 促CZ 1 0.5 200g 1.32 20 促M 1 0.5 200g 1.42 25 防老4010NA 1.5 0.75 300g 1.17 28 防RD 1.5 0.75 300g 1.02 18 N660 50 25 10kg 1.8 7 CaCO3 25 12.5 5kg 2.6 0.6 机油 5 2.5 1kg 0.93 5 固马隆 6 3 1.2kg 1.06 6 S 2 1 400g 2.05 2.5 合计 200 100 40kg