橡胶试验

橡胶轮胎企业物理试验培训教材

第一章总则

为更好的适应轮胎行业的发展，对轮胎企业生产过程中的原材料、半成品进行有效监控，以达到提高产品质量的目的，特制订本教材，以适应各企业物理实验室新入职员工的岗前培训需要。

本教材包含以下部分：

（1）常用橡胶用原材料

（2）半成品胶料的试验方法

（3）硫化胶强伸性能试验方法

（4）原材料物理试验

（5）橡胶测试的一般要求

第二章常用的橡胶用原材料

轮胎生产中使用的原材料主要包括以下几大类：

1、生胶

2、活性剂

3、补强填充剂

4、防老剂

5、硫化剂

6、促进剂

7、树脂和粘合剂

8、防焦剂

9、骨架材料

1 生胶

轮胎生产中使用的生胶包括天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶是由天然胶树上割取所得，天然橡胶以其优异的综合性能长期以来为轮胎生产企业广泛使用。合成橡胶由人工合成，它们往往具有某种方面的显著特性而被轮胎生产利用。

1.1 天然橡胶

天然橡胶可分为标准胶（又称颗粒胶）、烟胶片、浓缩胶、白绉胶片、浅色胶片、胶清橡胶和风干胶片等，最常用的是标准胶和烟胶片。标准胶分为一级、二级、三级、四级四个等

级，烟胶分成1~5号烟胶片（RSS1~RSS5）五个等级。

标准橡胶以其稳定的门尼粘度、良好的可塑性被大部分轮胎生产企业用作车间生产中。如今轮胎企业中使用的标准橡胶的主要品种有：SVR(越南标准胶)、SIR（印尼标准胶）、SMR （马来西亚标准胶）、STR（泰国标准胶）。

标准橡胶是呈黄褐色的块状固体，一般每块重量为35或40千克。对于天然橡胶的入厂检验，除了检验塑性初值及塑性保持率外，还要进行挥发份、灰分、含氮量等化学成分检测。采用国标配方对天然橡胶进行小配合混炼操作后，对硫化胶进行拉伸性能的测定，注意衡量指标为拉伸强度、扯断伸长率。

1.2 合成橡胶

合成橡胶多具有某一种方面的特性。轮胎生产中使用的合成橡胶品种主要包括：苯乙烯-丁二烯橡胶（丁苯橡胶）、丁二烯橡胶（顺丁橡胶）、丁腈橡胶、异戊橡胶、丁基橡胶等。1.2.1 苯乙烯-丁二烯橡胶（丁苯橡胶）

苯乙烯-丁二烯橡胶（），英文简称为SBR。SBR为苯乙烯和丁二烯聚合而成，是橡胶工业中使用量最大的合成橡胶。常用的丁苯橡胶牌号主要包括SBR1500、SBR1502、SBR1705、SBR1712。前两种为低温乳聚丁苯橡胶、后两种为低温乳聚充油丁苯橡胶。丁苯橡胶具有以下优缺点：

优点：硫化曲线平坦，胶料不易烧焦和过硫；耐磨性、耐热性、耐油性和耐老化性等均比天然橡胶好，高温耐磨性好，适用于乘用胎；在加工过程中相对分子质量降低到一定程度不再降低，因而不易过炼，可塑度均匀，硫化橡胶硬度变化小；提高相对分子质量可以实现高填充，充油橡胶的加工性能好；容易与其他高不饱和通用橡胶并用，尤其是与天然橡胶或顺丁橡胶并用，经配合调整可以克服丁苯橡胶的缺点。

缺点：纯丁苯橡胶强度低，需要加入高活性补强剂后方可使用；丁苯橡胶加配合剂比天然橡胶难度大，配合剂在丁苯橡胶中分散性差；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，但充油后可以降低生热；收缩大，生胶强度低，粘性差；硫化速度慢；耐屈挠龟裂性天然橡胶好，但裂纹扩展速度快，热撕裂性能差。

（1）SBR1500为血红色块状固体，一般包装为25kg/块。

（2）SBR1502为乳黄色块状固体，一般包装为25kg/块。

（3）SBR1705为棕褐色块状固体，一般包装为25kg/块。

（4）SBR1712为灰褐色块状固体，一般包装为25kg/块。

1.2.2 丁二烯橡胶（顺丁橡胶）

顺丁橡胶英文简称为BR。顺丁橡胶是橡胶工业中用量仅次于丁苯橡胶的一种合成橡胶。顺丁橡胶根据其顺式结构的含量可分为高顺丁橡胶、中顺丁橡胶和低顺丁橡胶。

顺丁橡胶的优缺点如下：

1）优点

（1）高弹性。高顺式丁二烯橡胶是当前所有橡胶中弹性最高的一种橡胶，甚至在很低的温度下，分子链段都能自由运动，所有能在很宽的温度范围内保持高弹性，甚至在－40℃时还能保持，与天然橡胶或丁苯橡胶并用时，能改善它们的低温性能。

（2）滞后损失和生热小。由于高顺式丁二烯橡胶分子链段的运动所需要克服的周围的分子链的阻力和作用力小，内摩擦小，当作用于分子的外力去掉后，分子能较快的恢复原状，因此滞后损失小，生热小。这一性能对于使用时反复变形，且传热差的轮胎的使用寿命具有一定好处。

（3）低温性能好。玻璃化温度低，为－105℃左右。所以掺用高顺式丁二烯橡胶的胎面在寒带地区仍可保持较好的使用性能。

（4）耐磨性能优异。

（5）耐屈挠性优异

（6）填充性好。与丁苯橡胶和天然橡胶相比，高顺式丁二烯橡胶可填充更多的操作油和补强填料，有较强的炭黑湿润能力，可使炭黑较好的分散，因而可保持较好的胶料性能，有利于降低胶料成本。

（7）混炼时抗破碎能力强。混炼过程中丁二烯橡胶门尼粘度下降的幅度比天然橡胶小得多，比丁苯橡胶也小，因此在需要压出混炼时间时，对胶料的口型膨胀及压出速度几乎无影响。2）缺点

（1）拉伸强度与撕裂强度低，因此，掺用顺丁橡胶的轮胎胎面多表现为不耐刺扎，较易刮伤。（2）抗湿滑性差。顺丁橡胶在胎面胶中掺用比例过高时，在车速高、路面平滑或湿滑路面时易打滑，使用至后期易崩花掉块。

（3）加工性能欠佳。顺丁橡胶胶料在辊筒上的加工性能对温度较敏感，温度高时易产生脱辊。（4）粘性较差。在胎面胶中掺用比例大时，胎面接头较困难。

1.2.3 异戊橡胶

异戊橡胶是以异戊二烯为单体经过配位聚合而得到的聚顺1，4-异戊二烯弹体的简称，又称为“合成天然橡胶”。是世界上仅次于丁苯橡胶、顺丁橡胶而居于第三位的合成橡胶。

由于异戊橡胶具有与天然橡胶相似的化学组分、立体结构和物理性能，因此它是一种综