轮胎的生产用材料培训教材.ppt

Copyright zzxueStudy轮胎生产用原材料Study原辅材料区分原材料：是指以材料原来的形态构成成品或在成品内部维持材料特性的配合物辅材料：是指在成品制造过程中不能构成产品实体的材料Study 从轮胎断面图看轮胎用材料3241区分材料名称1胶料，包含配合剂2金属织物帘线3胎圈钢丝4纤维织 物帘线Study1 主体材料2 补强填充3 硫化体系4 防护体系5 增塑软化6 配合其它7 骨架材料8 胎圈钢丝CONTENTS一 主体材料- NR- SBR- BR- IIR主体材料就是橡胶及其它高分子材料，决定了制品的性能与用途我公司主要使用橡胶材料6Study天然橡胶(NR)天然橡胶是指从自然界中获得的，主要的采集对象是巴西橡胶树！NR的主要生产国：泰国、马来西亚、印度尼西亚、中国、印度等，NR的种类：烟片胶、颗粒胶(标准胶)、恒粘或低粘等特殊天然胶等我公司现用NR有RSS#3(烟片)，STR10#、STR20#、SCR5#(标准)，SMR_L(低粘类)主体材料介绍NRStudyNR相关性质NR大分子链结构单元是异戊二烯，其它基团位于末端或支链中非橡胶类物质占总量的5%-8%，为蛋白质、水/灰份、丙酮抽出物。

忽略此类相关，NR的结构式可认为是：区分特点区分特点类型不饱和非极性的自补强橡胶粘着性粘着性好耐磨性弹性较好，仅次于BR，耐磨性好机械强度格林强度高，拉伸强度高耐龟裂性气密性好化学稳定性链烯烃化学反应，返原及老化耐溶剂性耐酸碱良，耐油及燃料油差电绝缘性一种较好的绝缘材料耐寒性耐寒性好，耐热性差加工性能易塑炼，易包热辊，塑性大，易于压出，加工性能良好NR的使用特点：Study合成橡胶(SR)：合成橡胶是人们采用化学加工方法由相关单体制作的具有橡胶特征的高弹性聚合物材料如SBR是由丁二烯与苯乙烯经化合而成的高弹聚合体常见的SR有：异戊橡胶(IR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、丁基或卤化丁基橡胶(IIR、X-IIR)、乙丙橡胶(EPM、EPDM)等其中各不同种类又有不同牌号的商品公司用：SBR1712、SBR1500、SBR1721、SBR1502、BR9000、IR、EPDM、Br_IIR等主体材料介绍SRStudySBR（丁苯胶料）简介1）丁苯胶是世界产量、用量最大的合成胶，且70%用于轮胎制造业2）SBR单体为丁二烯（C=C-C=C）、苯乙烯（ ）3）在正常的SBR中，苯乙烯含量为23.5%(重量%)，摩尔比为1：6。

4）按聚合方法分类，SBR有乳液聚合(E-SBR)、溶液聚合(S-SBR)5）SBR较NR耐磨耗、湿地抓着力高，但生热高，加工困难6）溶聚较乳聚有较低的滚动阻力，高的抗湿滑性及良好的综合性能C=CSBR的基本情况SBR：Styrene-Butadiene RubberStudySBR的分类区分StudyBR的简单介绍BR：poly Butadiene Rubber，高顺式聚丁二烯橡胶轮胎行业主要使用高顺式的聚丁二烯橡胶StudyBR的特点及使用BR因为其分子链不含侧基，分子链的柔性好，所以具有以下特点：1）良好的弹性和优异的耐寒性，很低的玻璃化温度2）耐磨耗性好，耐老化性能好，但老化后变硬且易崩花3）动态生热低，但湿动抓着力不好4）耐曲挠性良好，但抗刺穿性不佳在轮胎行业BR的使用：1）S/W部，与NR并用，以改善耐曲挠、耐O3老化性能2）T/D部，与NR/SBR并用，增加胶料的耐磨耗性，保持良好的 热稳定性及低的行驶温度StudyIIR的简单介绍IIR：丁基橡胶，异丁烯橡胶由异丁烯与少量异戊二烯聚合前者是主体材料，后者是用于提供可交联的双键IIR具有高饱合度StudyH_IIR的简单介绍H_IIR：卤化丁基橡胶，包括氯化、溴化。

目的： 1）提高硫化速度； 2）提高与不饱和橡胶的相溶性 3）改善自粘性和与其它材料的互粘性； 4）氯化的含氯量为1.1%1.3%，溴化的含溴量约为2%StudyIIR、H_IIR的特点及应用1）优良的化学稳定性、耐水性、耐油性及绝缘性2）低的弹性及优良的阻尼性3）优异的气密性（低的气压损失率）IIR、H_IIR的特点IIR、H_IIR的应用1）轮胎行业：气密层(I/L)、内胎(tube)、胶囊(bladder)2）卫生行业：医药用容器塞、防护面具、食品用包装袋、3）工业行业：桥梁支承/铁路减震垫、油槽衬里、传送带和油管二 补强与填充体系- 总述- C/B- SILICA- 惰性填充剂17Study补强填充体系介绍总述未补强的纯胎面胶的磨耗寿命不足5000公里，加入50份适宜的C/B后，磨耗寿命可提高10倍对于SBR与BR来说，经C/B补强后，强度也可以提高10倍左右活性填充剂：加入胶料中能提高硫化胶的耐磨耗、模量、抗张强度等性能，同时起到降低成本的作用，如炭黑、白炭黑等；惰性填充剂：加入胶料中补强作用很弱，但基本上不影响胶料性能，并降低胶料成本、改善加工工艺，如陶土、CaCO3等对填料(填充剂) 的一个常用但不精确的分类生胶为什么要进行补强？StudyC/B介绍C/B是烃类不完全燃烧或热解制得的具有高度分散性的黑色粉末状的物质，主要由元素C组成。

炉法C/B：烃类在反应炉中不完全燃烧制取的槽法C/B：是天然气与油类火焰与槽钢接触制造的热裂C/B：由天然气热解制得的乙炔C/B：由乙炔放热热解制得灯烟C/B：在敞口浅盘中燃烧烃类制取的炭黑按制法的分类：现在轮胎行业使用的C/B主要是炉法C/B现在通用的分类方法是ASTM分类方法！StudyC/B的分类ASTM法“S”代表硫化速度慢的酸性槽黑和预氧化炉黑，“N”代表正常硫化速度的中性和碱性炉黑和热裂法炭黑第一个数字代表C/B粒径范围，从表中可以看出；第二、三个数字是任意给定的，表明此种C/B的个性Study炭黑的性质及用量对胶料的影响加工性比表面积结构增加硫化性能比表面积结构增加填充容量减小减小硫化速度减慢变化小混入时间增加增加拉伸强度增加减小充油能力变化小增加模量MAX后下降增大分散能力下降提高硬度增加增大胶辊间隙增加增加伸长率MIN后增加下降粘度增加增加耐磨耗性提高提高焦烧时间减小减小搞撕裂性提高变化小压出收缩率减小减小 搞割口增长性提高下降压出光滑度提高提高耐屈挠性提高下降压出速度减小变化小弹性减小变化小实验室检测项目的对应生热增加稍增加区分比表面积结构增加压缩变形变化小变化小项目I2吸收值DBP吸收值导电性增加变化小影响炭黑的性质的因素：粒径(比表面积)与C/B的结构性Study轮胎行业常用C/B名称统计我公司现采用的及其它常见C/B统计Study白炭黑的简介白炭黑：拥有一定的补强性的一种白色的无机填加剂。

使用演变：Rx(SiO3)y (1957年以前) SiO2 nH2O20世纪纪90年代初，米其林通过过用高分散性白炭黑替代胎面胶中的炭黑创创立了低滚动滚动阻力的概念，使节省燃油成为现实，“绿色轮胎”由此产生为白炭黑的应用开辟了新的天地Green TireSilicaStudySilica补强在轮胎中的使用及效果 Tread部位： - 低滚动阻力，高制动性 - 抗剥离性增加，抗切割性好 C/C、Belt部位： - 粘着性增加1）轮轮胎滚动滚动阻力降低，燃料消耗减少；2）防滑性能和安全性能提高 I/L部位： - 与BIIR使用 透气性增加Study采用改性剂以调节性能区分不利点No.01界面面积小，与橡胶亲和性差No.02易结团，不利于混炼的分散No.03迟缓硫化，易于其它组分作用No.04易吸附其它配合剂，不利于分散No.05易脱水形成硅氧基，不利于粘合No.06结构硬化，贮藏过程粘度增加白炭黑使用不利点及解决方案当今的世界橡胶行业业，改善白炭黑的性能主要以偶联剂联剂为为主，而在偶联剂联剂中又以硅烷烷偶联剂联剂占用量最大在硅烷烷偶联剂联剂中，公司所采用的是TESPT (Si-69) 四硫化双(三乙氧基丙基)硅烷烷Study偶联剂联剂聚合物+偶联剂+白炭黑工作原理此反应强烈依赖于温度的高低Study惰性填充剂的使用1 使用目的： 1）改善加工性。

如减少胶料形变，增加压出物表面平坦性等 2）降低成本使用后，容积单价与重量单价均大幅下降2 使用类型： 1）硅酸盐类如陶土、高岭土 2）碳酸盐类如碳酸钙3 其它情况： 1）即使是惰性填充剂，依然有一定的补强性 2）在表面活性化以后，补强性能有很大的提高 3）惰性与活性是相对的活性陶土对NR有补强，但对CR无效三 硫化体系- 总述- 硫化剂- 促进剂- 活化剂- 预硫化防止及其它28Study硫化及相关配合剂硫化：线性大分子通过化学反应，形成立体网状交联结构的过程此 过程使稳定了制品的形状，也提高了制品的性能如果不经过化学交联，橡胶线性大分子就算是经过了补强也没有实用价值，重要的性能如磨耗、强度均是经过硫化反应后才体现的硫化体系硫化剂 是指能使线性大分子产生硫化作用的物质促进剂 是指能加快硫化反应、缩短硫化时间的物质活性剂 是指能参与反应且提高促进剂活性的物质防焦剂 是能使胶料在加工过程中不发生早期硫化的物质一个完整的硫化体系包括以下几种配合剂必须Study硫化进行的历史Study硫化剂的使用橡胶用硫化剂的品种类型不断增加： 1）天然及二烯类合成胶：硫、碲、硒、含S化合物等； 2）饱和度大及特种胶：过氧化物、醌或胺类、树脂、金属氧化物等。

但现阶段S仍然是硫化剂的首选！正常使用的S有二种：硫磺粉(Sulfur)、不溶性硫磺(Insoluble Sulfur)硫磺粉充油不溶性硫磺Study硫磺粉(Sulfur)：黄色固体，将硫化物矿石熔炼后经120冷却结晶后粉碎筛选而成硫磺粉在胶料中可溶，且溶解度随温度升而高所以当温度降低或使用量超出溶解极限时，会喷出胶料表面，严重影响粘性及加工性！使用：正常S用量及低粘合要求的胶料均可使用！不溶性硫磺(In_Sulfur)又称弹性硫磺，是结晶S加热熔融后在室温下急冷而制得所以其价格较S是极其的高！使用：此类S不可溶于橡胶中所以可防止喷霜并保证半制品的加工性能！所以在重要的和高S用量的胶料均使用不溶性硫磺！缺点：不稳定，在105 下立刻转化为普通S！解决：在尽可能低的温度下，尽可能短的时间内进行加硫混炼！硫磺的常用品种 Study促进剂的使用硫化促进剂使用效果：1）加快硫化反应速度；2）缩短硫化时间；3）降低硫化温度；4）减少硫化剂用量；5）改善硫化胶的外观及物理机械性能提高生产效率节能降耗、成本节减性能向上由硫化进行历史中可知，促进剂是硫化体系是必不可少的物质！促进剂使用历史上有无机与有机促进剂，无机使用早，但效果差，硫化胶性能也差！现使用及研究的促进剂均为有机类促进剂！Study类别促进剂性能简介分类促进速度安全性酸碱性硫化胶性能相对活性定伸应力醛胺类慢较好碱较差高高胍类中好碱较差高高噻唑类中快中等酸较差低低次磺酰胺类(亚胺)快速延迟好中好中中二硫代磷酸盐快速新品种促进剂，前景好秋兰姆类偏超较差酸较好高高硫脲低差中性差高高黄原酸类最快很差酸很好高高二硫代氨基甲酸盐超差酸很好高高Study现公司混炼工程用促进剂名称HK Code别名全称DMAAX106MBTS二硫化苯并噻唑CZAAX202CBSN-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺DZAAX201DCBSN,N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺NSAAX206TBBSN-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺HAAX305无六亚甲基四胺DAAX901DPG二苯胍TTAAX405TMTD二硫化四甲基秋兰姆Study活性剂使用目的与现况活性剂又称助促进剂，作用是提高促进剂的活性！现在的几乎所有的促进剂都必须在活性剂的存在的条件下才能充分发挥其促进效能！1）现用活性剂均为ZnO与硬脂酸(十八链烷一元酸)并用！2）ZnO在NR中作补强剂，IIR及CR中作硫化剂又起热稳定作用！3）S/A在配合中也可起软化剂作用！促进C/B的分散！活性剂的作用Study预硫化防。