汽车轮胎原材料的分析与研究,

汽车轮胎原材料的分析与研究

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摘要

轮胎是汽车的重要部件之一，它直接与路面接触，和汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击，保证汽车有良好的乘座舒适性和行驶平顺性；保证车轮和路面有良好的附着性，提高汽车的牵引性、制动性和通过性；承受着汽车的重量，轮胎在汽车上所起的重要作用越来越受到人们的重视。现在大多数汽车轮胎材料的主要成份是天然橡胶或者合成橡胶，天然橡胶的综合性能优越过合成橡胶，所以高级轮胎多用天然橡胶。为了使橡胶具有制造轮胎所要求的性能，必须要在橡胶中渗入各不同的化学材料，即化学添加剂。其中添加的一种很重要的添加剂叫碳黑，因为碳具有特别的吸附性，碳粒子与橡胶分子的粘结非常好，使得橡胶增强了硬度，强度和耐磨性。由于碳黑与橡胶基本等量，所从汽车轮胎主要材料实际上是一种橡胶和碳黑的复合材料。

关键词：汽车轮胎原材料天然橡胶

一、汽车轮胎在汽车上的作用、

(1)支撑汽车的总质量；

(2)吸收车轮的震动和冲击；

(3)保证车轮与地面有可靠的附着力；

(4)保证汽车行驶平稳和安全。

1．天然橡胶是从天然植物中采集出来的一种高弹性材料。由这些天然植物所制成的天然橡胶主要用于制造轮胎、电线电缆的绝缘材料和护套等。2．合成橡胶是用某些低分子化合物作原料，经过复杂的化学反应制成的。常用的合成橡胶有以下几种。(1)丁苯橡胶(SBR)：丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯的共聚物，为浅黄褐色弹性体。其消耗占合成橡胶总消耗量的80％。它比天然橡胶有较好的耐老化性、耐学物质腐蚀和耐寒性。常用来做汽车、飞机轮胎的内胎或作无内胎轮胎的气密层，还用来制造耐腐蚀容器内衬，耐酸、耐盐、耐碱胶管，耐热运输带以及胶布、电缆和其他绝缘件制品。(2)顺丁橡胶(BR)：顺丁橡胶是丁二烯聚合体。它是唯一的弹性高于天然橡胶的合成橡胶，其耐磨、耐寒性能好，但抗撕裂性较差，加工性能和粘着性不好。主要用于轮胎、胶管、胶带、胶辊等制品方面。(3)丁基橡胶(11R)：丁基橡胶是乙丁烯与少量的异戊二烯的低温共聚物。它具有优良的耐老化，耐热、耐化管、垫片、V型带、输送带、电线和电缆涂层、密封圈等尽管生胶具有许多优良的性能，但是单纯使用生胶是不能制成所要求的橡胶制品。为了使橡胶具有所要求的性能，必须在生胶中加人各种不同的化学材料，这些化学材料称为橡胶配合剂。(4)氟橡胶(FPM)：氟橡胶是组成中含有氟原子的特种合成橡胶的总称。氟橡胶的耐腐蚀性能在各类橡胶中最为突出，且具有耐高温、耐油的特性。主要用于液压系统、燃料系统的密封制品(例如耐高温的油封、O形圈等)。但氟橡胶由于弹性低、耐寒性差，价格昂贵等，则应用受到一定限制。(5)乙丙橡胶(FPM、EPDM)：乙丙橡胶性能稳定，具有极其优异的耐老化性、耐高低温性、耐应力开裂性和和电绝缘性，且其原料便宜，因此广泛用于制造耐热胶磨性和耐热性；耐油性较天然橡胶稍有提高。但弹性、强度、耐撕裂、耐寒等性能较差。。乙丙橡胶在轮胎工业中主要是与其他橡胶并用，以提高耐老化性、耐臭氧化。用作外胎胎侧、内胎或无内胎轮胎的气密层等。丁苯橡胶用途很广，主要用于制造汽车轮胎、胶带、胶管、各种工业用橡胶制品等。橡胶配合剂按照用途可分为：硫化剂、硫化促进剂、促进剂的活性剂、补强剂、

软化剂和防老剂等。

3．胶料的基本性能评定轮胎胶料质量的常用指标有：扯断强度、扯断伸长率、定伸强度、扯断永久变形、硬度、撕裂强度、冲击弹性、磨耗量、耐寒性、耐老化性和动疲劳性能等。这些指标对轮胎的不同部分要求不同。

l。扯断强度把胶料试样在扯断试验机上以一定速度拉断时，单位面积所需的力。扯断强度受温度的影响很大，在高温下胶料的扯断强度就要降低：轮胎用的胶料最好采用高温下扯断强度较高的胶料。

2．扯断伸长率把胶料试样在扯断试验机上以一定速度拉断时，其伸长部分与原长度的百分比。

1轮胎橡胶制造

轮眙的主要橡胶料有：胎面胶、胎侧胶、帘布胶、内胎胶、垫带胶等。胎面胶胎面胶直接与地面接触摩擦，它具有耐磨损、耐刺扎、缓冲以及防滑等使用性能。要求胎面胶应有较高的抗张强度、定伸强度、良好的抗撕裂性、优异的耐磨性，同时还应有较好的弹性，较低的摩擦生热和耐花纹裂口的性能等。

眙侧胶胎侧胶必须具有很好的抗屈挠性和耐老化性以及较好的弹性。胎侧胶的主要作用是保护帘布层不受机械损伤和不受潮湿。缓冲胶应具有高的泽陆、耐疲劳、耐热老化、抗剪切扯裂、高的定伸强度、摩擦生热小、散热性好等性能。帘布胶帘布胶是各帘线及布层的粘结物，给帘线建立了弹性基础。

它与帘布共同使胎体能够承担规定的负荷，减少冲击负荷对帘线的作用，防止帘线相互摩擦及局部受潮等。帘布胶应具有高的弹性、耐热性、抗撕裂性、低的摩擦生热及适当的定伸强度等性能。内胎胶内胎在使用过程中受到频繁的周期性伸张压缩变形，并在较高的温度下工作。内胎胶应具有优越的气密性，高的弹性、耐屈挠良好的耐撕裂、耐高温、耐疲劳、不易爆破等性能。

2帘布、帆布、钢丝帘布与普通的纺织品不同，它是以合股组成的帘线作经线，用细而稀的纬线将经线连接在一起制成的。帘布的经线主要是承受轮胎的全部负荷，纬线则用来连接经线，使经线排列均匀。由于帘布在外胎中的工作条件非常复杂，要承受多次变形和高温的作用，因此要求帘布具有帘线的粗度小、强度高和耐疲劳性能好、弹性大、永久变形小、良好的耐热性以及与橡胶良好的粘合性能等。制造外胎用的帘布有棉纤维帘布、人造丝帘布、尼龙帘布和钢丝帘布。棉纤维帘布是采用湿捻方法制成的。其特点是帘布紧密度大、弹性大、耐疲劳性能好、摩擦生热性小。人造丝帘布性能优于棉纤维帘布，其高温强度大，耐疲劳性能好。·尼龙帘布比人造丝帘布好，耐用性高。主要优点是强度高、耐冲击、弹性大、耐疲劳，在同样条件下它的耐疲劳性能比棉纤维和人造丝高8倍，适合于载重汽车轮胎作帘布。尼龙帘布的缺点是弹性模数小、易变形、其热稳定性差，受热后易收缩。近年来钢丝轮胎迅速发展。钢丝帘布轮胎与尼龙帘布胎相比，钢丝帘布强力高，可用2—4层钢丝帘布层代替8—14层普通帘布层来制造重型汽车轮胎。因而能够大大减小帘布层厚度、生胶含量和滚动损失，并可增大胎面厚度，从而延长轮胎寿命。帆布制造轮胎所使用经纬线密度大的特制平纹布称为帆布，主要用作钢圈包布和胎圈包布。棉帆布的经纬线密度相同，且强度也相近。近年来也开始使用尼龙帆布。钢丝在轮胎中用作钢丝圈。作为胎圈的主体，制造钢丝用的钢丝表面不得有锈和疤痕，直经均匀一致，能承受弯曲，本身不扭