Page 32 - 《橡塑智造与节能环保》2024年7期

综述与专论

功能化三元共聚物树脂对炭黑增强混炼胶

的影响以及与轮胎性能的

关系

近年来，欧盟（EU）已强制要求减少温室气体排 相容性和填料-填料相互作用。
放，尤其是二氧化碳（CO 2 ）。乘用车约占欧盟二氧 橡胶用树脂被认为是一种低聚物、无定形材料，
化碳总排放量的13%。从2021年起，新型乘用车的二 可作为橡胶胶料中的加工助剂、柔软剂和均化剂。然
氧化碳排放量必须比2015年减少27%。 而，当它们在硫化胶料时，它们的作用就像增塑剂或
人们一直在寻求改进轮胎应用技术，以降低汽车 增强剂。新一代树脂变得越来越引人注目，因为它们
能耗。滚动阻力是乘用车和重型卡车轮胎的关键性能 可以有效地提供令人满意的湿抓地性能和滚动阻力。
参数之一。根据车辆类型、路况和驾驶习惯的不同， 乙烯-丙烯酸酯三元共聚物是乙烯、丙烯酸酯和
这一轮胎性能参数约占总油耗的 20% 至 30%。 作为反应性单体如马来酸酐（MAH）和甲基丙烯酸缩
对于轮胎技术而言，有三个关键性能是轮胎工程 水甘油酯（GMA）的第三单体的无规共聚物。高压聚
师关注的重点，包括滚动阻力、耐磨性和湿抓地力， 合过程产生乙烯-丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯
它们构成了 "魔鬼三角"（图1）。之所以称之为“魔 的反应性无规三元共聚物（环氧化物功能），图2展示
鬼”，是因为如果轮胎的某项性能得到改善，其他性 了乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐（MAH）的典型结构。
能就会随之降低。轮胎工程师面临的主要挑战是如何
在不对其他性能造成负面影响的情况下改善其中的一
项或两项性能。

图2 乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐（MAH）的典型结构

本文研究了新一代功能化三元共聚物树脂（乙烯-
丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物）在轮胎工业中使用的
三种最常见的橡胶共混物（NR/BR、NR和卤代丁基）
中的作用。在三种模型胶料中，一部分增强炭黑被功
能化三元共聚物树脂（FTR）取代，还研究了流变、
物理、滞后性能及其与轮胎性能的关系。
图1轮胎“魔鬼三角”

1 实验
许多因素影响着轮胎性能，例如，胶料材料，包
1.1 混炼配方和混炼工艺
括弹性体、填料、硫化剂、油、树脂、硅烷和其他添
根据轮胎不同部件中最常用的弹性体组合（NR/
加剂，以及胶料的加工，包括混炼、硅烷化和硫化。
BR、NR、卤化丁基），设计了三种模型胶料：NR/
如今，研究人员和企业专注于开发和测试新的原
BR（实验组 1）和 NR（实验组 2）胶料主要用于轮胎
材料和方法，通过引入功能化聚合物、填料表面改性
胎体、卡车总成/非公路胎面胶料；卤化丁基胶料（实
和新一代树脂来改善聚合物-填料的相互作用、聚合物

4 橡塑智造与节能环保