低滚动阻力轿车轮胎胎面配方的材料选择_张建军
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Ｅ′－温 度 曲 线 如 图 ２ 所 示 。
表１ ＳＳＢＲ２５５７和 ＥＳＢＲ１７２３的微观结构对比
项 目
ＳＳＢＲ２５５７
结合苯乙烯质量分数 结合乙烯基质量分数 玻 璃 化 温 度 （Ｔｇ）／℃ 门尼粘度［ＭＬ（１＋４）１００ ℃］ 充 油 率／％
０．２５０ ０．５１ －２７
５４ ３７．５
ＥＳＢＲ１７２３
０．２３５ ０．１２ －５０
４７ ３７．５
２．１．１ 试 验 配 方 试验 配 方 为：ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３ ６０［以
未充油计 （下 同 ），并 用 比 为 ３０／３０，４５／１５ 和 ６０／ ０］，ＳＢＲ１５００ １０，ＢＲ９０００ ３０，炭 黑 Ｎ２２０ ３０， 环保油 ３０．２５，白炭黑 Ｚ１１６５ＭＰ ４３，硅烷偶联 剂 Ｘ－５０－Ｓ ８．２，活性剂 ４．５，防老剂 １０．５，硫 化 剂 ５．１。 ２．１．２ 动 态 性 能
４８０
轮 胎 工 业 ２０１４年第３４卷
低滚动阻力轿车轮胎胎面配方的材料选择
张 建 军１，２ ，任 福 君２ ，董 兴 旺２
（１．青岛科技大学 材料科学与工程学院，山东 青岛 ２６６０４２；２．中策橡胶集团有限公司，浙江 杭州 ３１０００８）
摘要：研究溶聚丁苯橡胶（ＳＳＢＲ）、白炭黑、硅烷偶联剂和特殊弹性体 Ｎａｎｏｐｒｅｎｅ ＢＭ７５ 对 低 滚 动 阻 力 轮 胎 胎 面 胶 性能的影响。结果表明：采用合适结构的 ＳＳＢＲ 替代乳聚丁苯 橡 胶 或 采 用 白 炭 黑 替 代 炭 黑 都 可 以 在 提 高 轮 胎 抗 湿 滑 性能的同时降低滚动阻力，改性 ＳＳＢＲ 的动态性能优于相同微观 结 构 的 未 改 性 ＳＳＢＲ；新 型 硅 烷 偶 联 剂 胶 料 比 传 统 硅 烷偶联剂胶料动态性能更好；特殊弹性体 Ｎａｎｏｐｒｅｎｅ ＢＭ７５也可有效降低滚动阻力。
结合乙烯基质量分数 ０．４００ ０．６１０ ０．６４５ ０．６６６ ０．６２０
Ｔｇ／℃
－４０ －２２ －２１ －２０ －２５
改性与否及倾向性
Ａ Ａ Ｂ Ｃ Ａ
不同 ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３并用比胎面胶的 ｔａｎδ－温 度 曲 线 如 图 １ 所 示 。
按 照 传 统 配 合 设 计 ，为 提 高 抗 湿 滑 性 能 ，一 般 采用 高 Ｔｇ 的 ＥＳＢＲ，其 缺 点 是 会 使 滚 动 阻 力 升 高。从 图 １ 可 以 清 晰 看 出，采 用 结 合 苯 乙 烯 含 量 相近而 结 合 乙 烯 基 含 量 较 高 的 ＳＳＢＲ２５５７ 替 代 ＥＳＢＲ１７２３，虽 然 Ｔｇ 有 所 升 高，但 其 滚 动 阻 力 降 低，即采用 ＳＳＢＲ 可 以 同 时 改 善 胎 面 胶 的 抗 湿 滑
ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３ 并 用 比 ：１—３０／３０； ２—４５／１５；３—６０／０。
图１ 不同 ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３并用比胎面胶的 ｔａｎδ－温 度 曲 线
性 能 和 滚 动 阻 力 ，打 破 “魔 三 角 ”矛 盾 。 不同 ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３并用比胎面胶的
胶料的邵尔 Ａ 型硬度、定 伸 应 力、拉 伸 强 度、
第８期
张 建 军 等 ．低 滚 动 阻 力 轿 车 轮 胎 胎 面 配 方 的 材 料 选 择
４８１
拉断伸长率和撕裂强度均按照相应国家标准进行 测 试 ，撕 裂 强 度 测 试 采 用 直 角 形 试 样 。
２ 结 果 与 讨 论 ２．１ ＳＳＢＲ 替 代 乳 聚 丁 苯 橡 胶 （ＥＳＢＲ）用 于 低 滚
１ 实 验 １．１ 主 要 原 材 料
溶聚丁苯橡胶（ＳＳＢＲ），牌 号 ２５５７，中 石 油 独
作者简介：张建 军 （１９７１—），男，黑 龙 江 林 口 县 人，青 岛 科 技 大学在职硕士研究生，中 策 橡 胶 集 团 有 限 公 司 高 级 工 程 师，主 要 从事配方开发工作。
山子石化 公 司 产 品；顺 丁 橡 胶 （ＢＲ），牌 号 ９０００， 中石化北京燕山 石 油 化 工 股 份 有 限 公 司 产 品；炭 黑 Ｎ２３４，卡 博 特 公 司 产 品；白 炭 黑 Ｚ１１６５ＭＰ，索 尔维（化工）上海 有 限 公 司 （原 罗 地 亚 公 司）产 品； 偶联剂 Ｓｉ７４７，上海麒 祥 化 工 有 限 公 司 产 品；偶 联 剂 Ｓｉ７５，江西 宏 柏 化 学 科 技 有 限 公 司 产 品；环 保 油 Ｖ７００，德国汉圣公司产品。 １．２ 主 要 设 备 和 仪 器
７．３３ ７．７０ ６．５３
门尼焦烧时间ｔ５（１２７ ℃）／ｍｉｎ １４．７２ １４．６８ １２．７７
密 度／（Ｍｇ·ｍ－３）
１．１４８ １．１４４ １．１４２
邵尔 Ａ 型硬度／度
பைடு நூலகம்
６３
６２
６２
１００％ 定 伸 应 力／ＭＰａ
２．８３ ２．６３ ２．５７
３００％ 定 伸 应 力／ＭＰａ
动阻力轮胎胎面胶中的优势 相较于 ＥＳＢＲ，ＳＳＢＲ 结 合 乙 烯 基 含 量 可 调， 结合乙烯基含量对抗湿滑性能的影响与结合苯乙 烯含量类似，但 对 生 热 影 响 小 于 结 合 苯 乙 烯。 在 白炭黑配方中结合乙烯基与硅烷偶联剂反应比较 活 跃 ，有 利 于 提 高 硅 烷 化 反 应 从 而 降 低 佩 恩 效 应 ， 进 而 减 小 填 料 网 络 化 结 构 ，降 低 胶 料 滞 后 损 失 ，即 降低轮胎滚动阻力。为了验证 ＳＳＢＲ 和 ＥＳＢＲ 在 这方面的差异，本 研 究 采 用 白 炭 黑 和 炭 黑 混 合 配 方进 行 试 验，对 比 ＳＳＢＲ２５５７ 替 代 ＥＳＢＲ１７２３ 后 胶 料 动 态 性 能 、硫 化 特 性 和 物 理 性 能 的 变 化 情 况 。 ＳＳＢＲ２５５７和 ＥＳＢＲ１７２３的 微 观 结 构 对 比 如 表 １ 所示。
关 键 词 ：溶 聚 丁 苯 橡 胶 ；白 炭 黑 ；胎 面 配 方 ；动 态 性 能 ；滚 动 阻 力 中 图 分 类 号 ：Ｕ４６３．３４１＋４；ＴＱ３３６．１ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００６－８１７１（２０１４）０８－０４８０－０８
在保证良好轮胎抗湿滑性能的前提下降低滚 动阻力是 轮 胎 设 计 者 一 直 努 力 的 目 标。２０１２ 年 １１月欧洲标 签 法 规 ＥＣ １２２２／２００９ 开 始 实 施，滚 动阻力和湿滑指数作为三项指标中的重要两项被 强制贴标执行，进 一 步 促 进 了 国 内 外 绿 色 低 滚 动 阻力轮胎的研发进展。开发低滚动阻力轮胎必须 以保障安全为前 提，因 为 许 多 降 低 滚 动 阻 力 的 途 径会带来抗湿滑性能的下降。以欧洲标签轮胎为 例 ，为 了 保 证 安 全 性 能 ，半 钢 子 午 线 轮 胎 抗 湿 滑 指 数比较认可的等级是达到 １．２５～１．３９ 的 Ｃ 级水 平，而达到１．４０～１．５４ 的 Ｂ 级 甚 至 Ａ 级 水 平 则 更受欢迎。根据 胎 面 温 度 依 赖 性，抗 湿 滑 性 能 和 滚动阻力 与 不 同 温 度 下 动 态 粘 弹 性 能 有 对 应 关 系，要 确 保 达 到 抗 湿 滑 指 数 Ｃ 级 水 平，按 照 设 计 经验，０ ℃ 下的损耗因子（ｔａｎδ）一般要在 ０．３０ 以 上 ，在 此 前 提 下 ，进 行 低 滚 动 阻 力 轿 车 轮 胎 胎 面 设 计才具有现 实 意 义。 本 研 究 以 此 为 前 提，围 绕 与 低滚动阻力轿车轮胎胎面设计相关性较强的材料 进 行 试 验 ，重 点 考 察 混 炼 胶 动 态 性 能 ，以 期 提 供 低 滚动阻力轮胎胎面配方材料选择要点。
不同 ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３并用比的胎面胶 的硫化特性和物理性能如表２所示。
从表２可以看 出，ＳＳＢＲ 胶 料 硫 化 速 度 略 快， 转矩略有降低，这与 ＳＳＢＲ 硫 化 胶 邵 尔 Ａ 型 硬 度 和模量略低一点 相 对 应。ＳＳＢＲ 硫 化 胶 撕 裂 强 度 稍 差 ，但 总 体 物 理 性 能 变 化 不 大 。
１．５Ｌ 切 线 型 密 炼 机，青 岛 测 控 科 技 有 限 公 司产品；ＶＳＭＶ１００Ｂ 型 门 尼 粘 度 仪，上 海 诺 甲 仪 器有限公司产 品；ＧＴ－Ｍ２０００Ａ 型 硫 化 仪，中 国 台 湾高铁检测 仪 器 有 限 公 司 产 品；Ｇａｂｏｍｅｔｅｒ ４０００ 型动态粘弹性试验机，德国 ＧＡＢＯ 公司产品。 １．３ 性 能 测 试 １．３．１ 动 态 粘 弹 性 能
４８２
轮 胎 工 业 ２０１４年第３４卷
表２ 不同 ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３并用比胎面胶的 硫化特性和物理性能（１６０ ℃×１５ｍｉｎ）
项 目
ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３ 并 用 比 ３０／３０ ４５／１５ ６０／０
硫化仪数据
ＭＬ／（ｄＮ·ｍ）
ＳＳＢＲ 不同的胎面胶的ｔａｎδ－温 度 曲 线 如 图 ３ 和４所示。
配方编号 ：１—１＃ ；２—２＃ ；３—３＃ ；４—４＃ ；５—５＃ 。
图３ ＳＳＢＲ 不同的胎面胶的ｔａｎδ－温度曲线
表３ 不同 ＳＳＢＲ 的宏观及微观结构特征
项 目
ＳＳＢＲ 编号
１＃
２＃
３＃
４＃
５＃
结合苯乙烯质量分数 ０．１０ ０．２１ ０．２１ ０．２５ ０．２１
采用动态粘弹性试验机以拉伸模式对胶料进 行温度扫描，测试条件：温度 －５０～ ＋８０ ℃，频 率 ２０ Ｈｚ，升温速率 ２ ℃·ｍｉｎ－１，静态应变 ７％，动 态 应 变 ０．２５％。 储 能 模 量 （Ｅ′）、复 合 模 量（Ｅ＊ ）和ｔａｎδ，按需进行温度变化曲 线 表 征。 本 研究以胶料动态性能进行轮胎滚动阻力和抗湿滑 性能表征：０ ℃下 的ｔａｎδ 表 征 轮 胎 抗 湿 滑 性 能 的 好坏，ｔａｎδ 值 越 大 抗 湿 滑 性 能 越 好；６０ ℃ 下 的 ｔａｎδ 表征轮胎滚动阻 力 的 大 小，ｔａｎδ 值 越 小 滚 动 阻力越小。 １．３．２ 物 理 性 能
注 同 图 １。 图２ 不同 ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３并用比胎面胶的
Ｅ′－温 度 曲 线
从 图 ２ 可 以 看 出，在 常 温 区 域，不 同 ＳＳ－ ＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３并 用 比 的 胶 料 Ｅ′基 本 相 当， 但 由 于 ＳＳＢＲ２５５７ 的 Ｔｇ 高 于 ＥＳＢＲ１７２３，因 此 ＳＳＢＲ 在低温区域 内 Ｅ′升 高 的 温 度 起 始 点 也 高。 但当轮胎用于东北等低温地区时，低 温 Ｅ′升 高 过 早容易产生胎面不耐刺扎或不抗冲击的问题。 ２．１．３ 硫 化 特 性 和 物 理 性 能
１．９３ １．８６ ２．３４
ＭＨ／（ｄＮ·ｍ）
１６．１５ １５．１６ １５．２６
ｔ１０／ｍｉｎ
２．２３ ２．２５ ２．０５
ｔ３０／ｍｉｎ
２．９３ ２．９８ ２．７８
ｔ５０／ｍｉｎ
３．５０ ３．５８ ３．２８
ｔ６０／ｍｉｎ
３．９２ ４．０２ ３．５８
ｔ９０／ｍｉｎ
我 公 司 对 改 性 方 法 、结 合 苯 乙 烯 含 量 、结 合 乙 烯 基
含量以及相对分子质量等不同的非充油 ＳＳＢＲ 进 行了对比试验。不同 ＳＳＢＲ 的宏观及微观结构特 征 见 表 ３。
剂 Ｘ－５０－Ｓ ８，氧化 锌 ２．５，硬 脂 酸 １８１８ １，防 老剂４０２０ ２，环保油 １６．２５，促 进 剂 ＣＺ ２，促 进剂 ＤＰＧ １．５ ，硫 黄 １．５。１＃ ～５＃ 配 方 分 别 采用编号为１＃ ～５＃ 的 ＳＳＢＲ。 ２．２．２ 动 态 性 能
１２．８２ １１．６５ １１．９６
拉 伸 强 度／ＭＰａ
１５．９４ １４．０６ １５．１５
拉 断 伸 长 率／％
３６２ ３２９ ３６１
撕 裂 强 度／（ｋＮ·ｍ－１）
６７
６４
６１
２．２ 低滚动阻力轮胎胎面胶用 ＳＳＢＲ 的选择 ＳＳＢＲ 牌号众多，需 根 据 性 能 需 要 进 行 选 择。
表１ ＳＳＢＲ２５５７和 ＥＳＢＲ１７２３的微观结构对比
项 目
ＳＳＢＲ２５５７
结合苯乙烯质量分数 结合乙烯基质量分数 玻 璃 化 温 度 （Ｔｇ）／℃ 门尼粘度［ＭＬ（１＋４）１００ ℃］ 充 油 率／％
０．２５０ ０．５１ －２７
５４ ３７．５
ＥＳＢＲ１７２３
０．２３５ ０．１２ －５０
４７ ３７．５
２．１．１ 试 验 配 方 试验 配 方 为：ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３ ６０［以
未充油计 （下 同 ），并 用 比 为 ３０／３０，４５／１５ 和 ６０／ ０］，ＳＢＲ１５００ １０，ＢＲ９０００ ３０，炭 黑 Ｎ２２０ ３０， 环保油 ３０．２５，白炭黑 Ｚ１１６５ＭＰ ４３，硅烷偶联 剂 Ｘ－５０－Ｓ ８．２，活性剂 ４．５，防老剂 １０．５，硫 化 剂 ５．１。 ２．１．２ 动 态 性 能
４８０
轮 胎 工 业 ２０１４年第３４卷
低滚动阻力轿车轮胎胎面配方的材料选择
张 建 军１，２ ，任 福 君２ ，董 兴 旺２
（１．青岛科技大学 材料科学与工程学院，山东 青岛 ２６６０４２；２．中策橡胶集团有限公司，浙江 杭州 ３１０００８）
摘要：研究溶聚丁苯橡胶（ＳＳＢＲ）、白炭黑、硅烷偶联剂和特殊弹性体 Ｎａｎｏｐｒｅｎｅ ＢＭ７５ 对 低 滚 动 阻 力 轮 胎 胎 面 胶 性能的影响。结果表明：采用合适结构的 ＳＳＢＲ 替代乳聚丁苯 橡 胶 或 采 用 白 炭 黑 替 代 炭 黑 都 可 以 在 提 高 轮 胎 抗 湿 滑 性能的同时降低滚动阻力，改性 ＳＳＢＲ 的动态性能优于相同微观 结 构 的 未 改 性 ＳＳＢＲ；新 型 硅 烷 偶 联 剂 胶 料 比 传 统 硅 烷偶联剂胶料动态性能更好；特殊弹性体 Ｎａｎｏｐｒｅｎｅ ＢＭ７５也可有效降低滚动阻力。
结合乙烯基质量分数 ０．４００ ０．６１０ ０．６４５ ０．６６６ ０．６２０
Ｔｇ／℃
－４０ －２２ －２１ －２０ －２５
改性与否及倾向性
Ａ Ａ Ｂ Ｃ Ａ
不同 ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３并用比胎面胶的 ｔａｎδ－温 度 曲 线 如 图 １ 所 示 。
按 照 传 统 配 合 设 计 ，为 提 高 抗 湿 滑 性 能 ，一 般 采用 高 Ｔｇ 的 ＥＳＢＲ，其 缺 点 是 会 使 滚 动 阻 力 升 高。从 图 １ 可 以 清 晰 看 出，采 用 结 合 苯 乙 烯 含 量 相近而 结 合 乙 烯 基 含 量 较 高 的 ＳＳＢＲ２５５７ 替 代 ＥＳＢＲ１７２３，虽 然 Ｔｇ 有 所 升 高，但 其 滚 动 阻 力 降 低，即采用 ＳＳＢＲ 可 以 同 时 改 善 胎 面 胶 的 抗 湿 滑
ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３ 并 用 比 ：１—３０／３０； ２—４５／１５；３—６０／０。
图１ 不同 ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３并用比胎面胶的 ｔａｎδ－温 度 曲 线
性 能 和 滚 动 阻 力 ，打 破 “魔 三 角 ”矛 盾 。 不同 ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３并用比胎面胶的
胶料的邵尔 Ａ 型硬度、定 伸 应 力、拉 伸 强 度、
第８期
张 建 军 等 ．低 滚 动 阻 力 轿 车 轮 胎 胎 面 配 方 的 材 料 选 择
４８１
拉断伸长率和撕裂强度均按照相应国家标准进行 测 试 ，撕 裂 强 度 测 试 采 用 直 角 形 试 样 。
２ 结 果 与 讨 论 ２．１ ＳＳＢＲ 替 代 乳 聚 丁 苯 橡 胶 （ＥＳＢＲ）用 于 低 滚
１ 实 验 １．１ 主 要 原 材 料
溶聚丁苯橡胶（ＳＳＢＲ），牌 号 ２５５７，中 石 油 独
作者简介：张建 军 （１９７１—），男，黑 龙 江 林 口 县 人，青 岛 科 技 大学在职硕士研究生，中 策 橡 胶 集 团 有 限 公 司 高 级 工 程 师，主 要 从事配方开发工作。
山子石化 公 司 产 品；顺 丁 橡 胶 （ＢＲ），牌 号 ９０００， 中石化北京燕山 石 油 化 工 股 份 有 限 公 司 产 品；炭 黑 Ｎ２３４，卡 博 特 公 司 产 品；白 炭 黑 Ｚ１１６５ＭＰ，索 尔维（化工）上海 有 限 公 司 （原 罗 地 亚 公 司）产 品； 偶联剂 Ｓｉ７４７，上海麒 祥 化 工 有 限 公 司 产 品；偶 联 剂 Ｓｉ７５，江西 宏 柏 化 学 科 技 有 限 公 司 产 品；环 保 油 Ｖ７００，德国汉圣公司产品。 １．２ 主 要 设 备 和 仪 器
７．３３ ７．７０ ６．５３
门尼焦烧时间ｔ５（１２７ ℃）／ｍｉｎ １４．７２ １４．６８ １２．７７
密 度／（Ｍｇ·ｍ－３）
１．１４８ １．１４４ １．１４２
邵尔 Ａ 型硬度／度
பைடு நூலகம்
６３
６２
６２
１００％ 定 伸 应 力／ＭＰａ
２．８３ ２．６３ ２．５７
３００％ 定 伸 应 力／ＭＰａ
动阻力轮胎胎面胶中的优势 相较于 ＥＳＢＲ，ＳＳＢＲ 结 合 乙 烯 基 含 量 可 调， 结合乙烯基含量对抗湿滑性能的影响与结合苯乙 烯含量类似，但 对 生 热 影 响 小 于 结 合 苯 乙 烯。 在 白炭黑配方中结合乙烯基与硅烷偶联剂反应比较 活 跃 ，有 利 于 提 高 硅 烷 化 反 应 从 而 降 低 佩 恩 效 应 ， 进 而 减 小 填 料 网 络 化 结 构 ，降 低 胶 料 滞 后 损 失 ，即 降低轮胎滚动阻力。为了验证 ＳＳＢＲ 和 ＥＳＢＲ 在 这方面的差异，本 研 究 采 用 白 炭 黑 和 炭 黑 混 合 配 方进 行 试 验，对 比 ＳＳＢＲ２５５７ 替 代 ＥＳＢＲ１７２３ 后 胶 料 动 态 性 能 、硫 化 特 性 和 物 理 性 能 的 变 化 情 况 。 ＳＳＢＲ２５５７和 ＥＳＢＲ１７２３的 微 观 结 构 对 比 如 表 １ 所示。
关 键 词 ：溶 聚 丁 苯 橡 胶 ；白 炭 黑 ；胎 面 配 方 ；动 态 性 能 ；滚 动 阻 力 中 图 分 类 号 ：Ｕ４６３．３４１＋４；ＴＱ３３６．１ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００６－８１７１（２０１４）０８－０４８０－０８
在保证良好轮胎抗湿滑性能的前提下降低滚 动阻力是 轮 胎 设 计 者 一 直 努 力 的 目 标。２０１２ 年 １１月欧洲标 签 法 规 ＥＣ １２２２／２００９ 开 始 实 施，滚 动阻力和湿滑指数作为三项指标中的重要两项被 强制贴标执行，进 一 步 促 进 了 国 内 外 绿 色 低 滚 动 阻力轮胎的研发进展。开发低滚动阻力轮胎必须 以保障安全为前 提，因 为 许 多 降 低 滚 动 阻 力 的 途 径会带来抗湿滑性能的下降。以欧洲标签轮胎为 例 ，为 了 保 证 安 全 性 能 ，半 钢 子 午 线 轮 胎 抗 湿 滑 指 数比较认可的等级是达到 １．２５～１．３９ 的 Ｃ 级水 平，而达到１．４０～１．５４ 的 Ｂ 级 甚 至 Ａ 级 水 平 则 更受欢迎。根据 胎 面 温 度 依 赖 性，抗 湿 滑 性 能 和 滚动阻力 与 不 同 温 度 下 动 态 粘 弹 性 能 有 对 应 关 系，要 确 保 达 到 抗 湿 滑 指 数 Ｃ 级 水 平，按 照 设 计 经验，０ ℃ 下的损耗因子（ｔａｎδ）一般要在 ０．３０ 以 上 ，在 此 前 提 下 ，进 行 低 滚 动 阻 力 轿 车 轮 胎 胎 面 设 计才具有现 实 意 义。 本 研 究 以 此 为 前 提，围 绕 与 低滚动阻力轿车轮胎胎面设计相关性较强的材料 进 行 试 验 ，重 点 考 察 混 炼 胶 动 态 性 能 ，以 期 提 供 低 滚动阻力轮胎胎面配方材料选择要点。
不同 ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３并用比的胎面胶 的硫化特性和物理性能如表２所示。
从表２可以看 出，ＳＳＢＲ 胶 料 硫 化 速 度 略 快， 转矩略有降低，这与 ＳＳＢＲ 硫 化 胶 邵 尔 Ａ 型 硬 度 和模量略低一点 相 对 应。ＳＳＢＲ 硫 化 胶 撕 裂 强 度 稍 差 ，但 总 体 物 理 性 能 变 化 不 大 。
１．５Ｌ 切 线 型 密 炼 机，青 岛 测 控 科 技 有 限 公 司产品；ＶＳＭＶ１００Ｂ 型 门 尼 粘 度 仪，上 海 诺 甲 仪 器有限公司产 品；ＧＴ－Ｍ２０００Ａ 型 硫 化 仪，中 国 台 湾高铁检测 仪 器 有 限 公 司 产 品；Ｇａｂｏｍｅｔｅｒ ４０００ 型动态粘弹性试验机，德国 ＧＡＢＯ 公司产品。 １．３ 性 能 测 试 １．３．１ 动 态 粘 弹 性 能
４８２
轮 胎 工 业 ２０１４年第３４卷
表２ 不同 ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３并用比胎面胶的 硫化特性和物理性能（１６０ ℃×１５ｍｉｎ）
项 目
ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３ 并 用 比 ３０／３０ ４５／１５ ６０／０
硫化仪数据
ＭＬ／（ｄＮ·ｍ）
ＳＳＢＲ 不同的胎面胶的ｔａｎδ－温 度 曲 线 如 图 ３ 和４所示。
配方编号 ：１—１＃ ；２—２＃ ；３—３＃ ；４—４＃ ；５—５＃ 。
图３ ＳＳＢＲ 不同的胎面胶的ｔａｎδ－温度曲线
表３ 不同 ＳＳＢＲ 的宏观及微观结构特征
项 目
ＳＳＢＲ 编号
１＃
２＃
３＃
４＃
５＃
结合苯乙烯质量分数 ０．１０ ０．２１ ０．２１ ０．２５ ０．２１
采用动态粘弹性试验机以拉伸模式对胶料进 行温度扫描，测试条件：温度 －５０～ ＋８０ ℃，频 率 ２０ Ｈｚ，升温速率 ２ ℃·ｍｉｎ－１，静态应变 ７％，动 态 应 变 ０．２５％。 储 能 模 量 （Ｅ′）、复 合 模 量（Ｅ＊ ）和ｔａｎδ，按需进行温度变化曲 线 表 征。 本 研究以胶料动态性能进行轮胎滚动阻力和抗湿滑 性能表征：０ ℃下 的ｔａｎδ 表 征 轮 胎 抗 湿 滑 性 能 的 好坏，ｔａｎδ 值 越 大 抗 湿 滑 性 能 越 好；６０ ℃ 下 的 ｔａｎδ 表征轮胎滚动阻 力 的 大 小，ｔａｎδ 值 越 小 滚 动 阻力越小。 １．３．２ 物 理 性 能
注 同 图 １。 图２ 不同 ＳＳＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３并用比胎面胶的
Ｅ′－温 度 曲 线
从 图 ２ 可 以 看 出，在 常 温 区 域，不 同 ＳＳ－ ＢＲ２５５７／ＥＳＢＲ１７２３并 用 比 的 胶 料 Ｅ′基 本 相 当， 但 由 于 ＳＳＢＲ２５５７ 的 Ｔｇ 高 于 ＥＳＢＲ１７２３，因 此 ＳＳＢＲ 在低温区域 内 Ｅ′升 高 的 温 度 起 始 点 也 高。 但当轮胎用于东北等低温地区时，低 温 Ｅ′升 高 过 早容易产生胎面不耐刺扎或不抗冲击的问题。 ２．１．３ 硫 化 特 性 和 物 理 性 能
１．９３ １．８６ ２．３４
ＭＨ／（ｄＮ·ｍ）
１６．１５ １５．１６ １５．２６
ｔ１０／ｍｉｎ
２．２３ ２．２５ ２．０５
ｔ３０／ｍｉｎ
２．９３ ２．９８ ２．７８
ｔ５０／ｍｉｎ
３．５０ ３．５８ ３．２８
ｔ６０／ｍｉｎ
３．９２ ４．０２ ３．５８
ｔ９０／ｍｉｎ
我 公 司 对 改 性 方 法 、结 合 苯 乙 烯 含 量 、结 合 乙 烯 基
含量以及相对分子质量等不同的非充油 ＳＳＢＲ 进 行了对比试验。不同 ＳＳＢＲ 的宏观及微观结构特 征 见 表 ３。
剂 Ｘ－５０－Ｓ ８，氧化 锌 ２．５，硬 脂 酸 １８１８ １，防 老剂４０２０ ２，环保油 １６．２５，促 进 剂 ＣＺ ２，促 进剂 ＤＰＧ １．５ ，硫 黄 １．５。１＃ ～５＃ 配 方 分 别 采用编号为１＃ ～５＃ 的 ＳＳＢＲ。 ２．２．２ 动 态 性 能
１２．８２ １１．６５ １１．９６
拉 伸 强 度／ＭＰａ
１５．９４ １４．０６ １５．１５
拉 断 伸 长 率／％
３６２ ３２９ ３６１
撕 裂 强 度／（ｋＮ·ｍ－１）
６７
６４
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２．２ 低滚动阻力轮胎胎面胶用 ＳＳＢＲ 的选择 ＳＳＢＲ 牌号众多，需 根 据 性 能 需 要 进 行 选 择。