轮胎材料配方介绍

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。

标准胶的生产过程为：

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—→造粒—→干燥—→分级—→包装。

烟片胶的生产已有大约100年的历史，是一种传统的生产工艺，熏烟是通过烧木产生的烟气和热量来熏干胶片制成烟片胶的一种方法。

标准橡胶产生于60年代。由于传统的制胶方法在工艺、设备和分级制度上都束缚了天然橡胶事业的发展，特别是天然橡胶产量大的国家。因此，马来西亚于1965年开始实行标准橡胶计划，目前标准橡胶已成为天然橡胶最主要的品种。

标准橡胶与烟片胶相比的优势在于：

——使用生胶的理化性能分级更能合理的区分橡胶的内在质量。

——机械化程度高，生产周期短，由于集中加工产品质量的一致性得到进一步保证。质量也容易控制。

目前使用的标准橡胶根据产地进行区分：

SMR（Standard Malaysian Rubber）

马来西亚标准橡胶

SIR（Standard Indonesian Rubber）

印度尼西亚标准橡胶

SLR（Standard Srilanka Rubber）

斯里兰卡标准橡胶

SSR（Standard Singapore Rubber）

新加坡标准橡胶

“SMR10”即表示马来西亚10号标准橡胶（2）、合成橡胶

合成橡胶顾名思义就是通过人工合成得到的橡胶。大约一个世纪前，随着西方国家工业化步伐的加快，天然橡胶的品种和数量已远远不能满足人们的需要。于是，科学家开始考虑合成橡胶的问题。人工合成橡胶的关键首先是了解它的化学组成，弄清其分子构造，否则人工合成时将无从下手。最早在这方面作出贡献的是英国化学家法拉第等人。

橡胶的特点是它的每个分子呈蜷曲状，而且互相纠缠在一起，好像一个乱七八糟的毛线球。当你用力拉它时，分子就伸开，一松手，分子又蜷缩成原来的样子。因此，橡胶具有奇特的弹性。

到目前科学家先后合成了顺丁橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶等一系列具有奇异功能的新产品。现对轮胎生产使用的主要合成橡胶介绍如下：

●丁二烯-苯乙烯橡胶

(Styrene-Butadiene Rubber)

丁二烯-苯乙烯橡胶为丁二烯与苯乙烯的共聚物，简称丁苯橡胶,代号SBR，是最早工业化的通用合成橡胶，1933年由德国I.G.FARBEN公司研制，1937年进行工业化生产。

丁苯橡胶具有较好的综合性能，其加工性能、物理机械性能和所制橡胶产品的使用性能较接近于天然橡胶，且耐磨耗、耐热老化等性能还优于天然橡胶。丁苯橡胶能与天然橡胶、顺丁橡胶等橡胶并用，是主要的通用橡胶，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、胶鞋以及各种工业橡胶制品。其年耗用量占合成橡胶的首位。

合成丁苯橡胶可分为乳聚和溶聚丁苯橡胶两种类型。

乳聚丁苯橡胶

乳聚丁二烯-苯乙烯橡胶简称（Emulsion polymerized styrene butadiene rubber或Emulsion styrene-bu-tadiene rubber）乳聚丁苯橡胶，代号为E-SBR。根据聚合温度不同，分热法乳聚丁苯橡胶（50℃）和冷法乳聚丁苯橡胶（5℃）前者也称"热橡胶"（hot rubber）或高温丁苯橡胶；后者则称"冷橡胶"（Cold rubber）或低温丁苯橡胶。一般丁苯橡胶中苯乙烯含量为23.5±1%,但也有含量高达40%以上的称高苯乙烯橡胶(high styrene rubber)；结合苯乙烯70-90%则为高苯乙烯树脂；个别也有结合苯乙烯低的。除纯丁苯橡胶外，还有充油乳聚丁苯橡胶和充油充炭黑乳聚丁苯母炼胶。乳聚丁苯橡胶生产已近60年，加工应用技术成熟，应用广泛，其生产能力和消耗量一直位居合成橡胶中的首位。

早期的乳聚丁苯大多为高温乳聚丁苯。目前使用的SBR1500、SBR1502等是低温乳聚丁苯。SBR1500、SBR1502二者的区别在于SBR1500使用松香酸皂为乳化剂使用污染的防老剂因此不能用于浅色的制品；而SBR1502使用松香酸和脂肪酸的混合酸皂为乳化剂使用非污染的防老剂因此可用于浅色的制品；目前使用的另外一种乳聚丁苯橡胶是SBR1712是充油丁苯橡胶是在橡胶中充入了37.5份的高芳烃油。