Page 38 - 《橡塑智造与节能环保》2024年7期
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技术与装备




                 表3  OE SSBR Sprintan 718S和SSBR 4的三段配方              对于电动乘用车轮胎，轮胎制造商要求SSBR兼
                第一和第二混炼阶段          718S, 份    基准 SSBR 4,份       具低滚动阻力、良好的耐磨性、优异的机械性能和
                     SSBR            110          110
                  高顺式 Ni-BR          20           20            高湿抓地力。通过使用高分子量的二氧化硅功能化
                             2
               二氧化硅 BET 160 m /g     80            80           SSBR，并为聚合物选择正确的微结构和偶联结构，可
                   硅烷 TESPD          6.9          6.9
                     6 PPD           2             2            以轻松满足这些要求。
                      蜡              1.5          1.5
                     氧化锌             2.5           2.5              高分子量的高功能化 SSBR 牌号的一个缺点是混
                     硬脂酸             1             1            炼和挤出特性严重变差。SSBR-二氧化硅混合物黏度
                  第三混炼阶段
                     硫磺              1.4          1.4           高、门尼斜率增大、生橡胶成分的碾磨橡胶板或挤出
                     TBBS            1.7           1.7          物表面粗糙以及生坯强度低，这些都是轮胎制造过程
                     DPG             2             2
                                                                中加工困难的典型表现。可通过添加加工助剂或影响
                  根据 ASTM D412-98A，在 Zwick Z010 上测量了            轮胎性能的低分子量成分（如树脂、硅烷或低黏度聚
              拉伸强度、断裂伸长率、100% 拉伸模量（模量 100）                      合物）来解决轮胎混炼或挤压过程中的难题，这些成
              和 300% 拉伸模量（模量 300）。根据ASTMD 2240测                 分对橡胶配方的加工性能也有积极影响。
              量了0 ℃、23 ℃ 和 60 ℃时的邵A硬度。                              此外，通过增加额外的胶料混炼步骤、降低轮胎
                  根据 ASTM D623 方法A，在 Doli Goodrich 挠曲           胶料生产工艺的运行速度或投资改进胶料混炼技术，
              仪上测量热堆积。                                          可以更好地控制橡胶成分的加工。遗憾的是，引入更
                  根据 ISO 4662 标准测量 0 ℃、23 ℃ 和 60 ℃下的            多加工改进成分会增加混炼过程的复杂性，并可能导
              回弹性。使用德国 Netzsch Gabo Instruments GmbH 生          致不希望出现的反应或性能特征，从而延长新型高性
              产的 Eplexor 150N/500N 动态光谱仪，在应变测量模式                能轮胎配方的开发时间。 增加进一步的混炼步骤、降
              下，以 2 Hz的频率施加 3% 的静态应变和 2% 的动态                    低轮胎胶料的生产运行率或    投资增强型混炼技术，
              应变，测量了 0 ℃ 和 60 ℃ 时的 Tanδ 和存储模量 E'。               都会导致经济型工艺的减少，而这些工艺在商业应用
              使用相同的设备和负载条件测量了 0 ℃ 和 60 ℃ 时的                     中往往不具有竞争力。

              Tanδ。                                                 因此，SSBR需要实现电动乘用车轮胎的上述目标
                  DIN 磨损率根据 DIN 53516（1987-06-01）标准             性能特性的增强和新的功能化SSBR胶料的平衡处理。
              进行测量。挤出温度为 125 ℃，使用 B50 驱动装置                      高分子量商用TDAE油扩展牌号，Sprintan SLR 6430、
              （Brabender GmbH，德国生产），该装置配备了加维                    Sprintan SLR4630和Sprintan 941S，是非功能化的，适
              模具。                                               用于不同目标Tg领域。由于与具有相同微观结构的透
              1.3  混炼研究                                         明（无油）SSBR相比，高分子量SSBR具有相对较低
                  混炼研究在 1.6 L HF密炼机（德国 HF 集团）中                  的滞后能量损失，上述OE SSBR已经在磨损、滚动阻
              进行，混炼室容积为 1 600 cm³，填充系数为 0.72，混                  力和湿抓地力方面具有相当好的平衡，而不会在轮胎
              炼室初始温度为 50℃，转子初始转速为 60 r/min。除                    生产中造成显著的加工挑战。
              硫磺/促进剂系统外，所有配料均在第一混炼步骤中                               电动汽车的有限行驶距离引发了对不同Tg版本的
              加入（聚合物、2/3 白炭黑+硅烷和 1/3 白炭黑+化学                     功能化SSBR的需求，使其能够与二氧化硅有效相互
              品）。关闭柱塞后，混炼时间为 4 min。在二段混炼                        作用，而不会对新功能化SSBR-二氧化硅配方的加工
              步骤（3.5 min）中，对一段混炼步骤中的胶料进行均                       产生负面影响，也不会影响滚动阻力、湿抓地力和耐
              质。在混炼步骤3中加入硫磺/促进剂系统，混炼时间                          磨性的平衡。因此，开发了三种新的功能化的SSBR
              为 70 s。此段的质量温度低于120℃。 填充系数也作                      牌号，Sprintan 918S、Sprintan 718S和新的实验级
              了相应调整。                                            SSBR 3，它们对应于以下OE-SSBR Tg:-36 ℃、-25 ℃
                                                                和-30 ℃。
              2  结果与讨论                                              关于Sprintan 918S的性能特征，与相应的非功能
              2.1 新型消光OE-SSBR白炭黑配方特点                            化基准SSBR 4相比，原胶料制成的橡胶片的表面是光


              10      橡塑智造与节能环保
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