輪胎生產技術及原材料材料

輪胎生產技術及原材料應用概況

任福君

2011年9月輪胎生產技術及原材料應用概況通常的載重子午胎結構

無內胎有內胎

輪胎生產技術及原材料應用概況輪胎生產技術及原材料應用概況典型的轎車子午胎結構

輪胎生產技術及原材料應用概況輪胎三大基本功能1.負荷功能:通過向輪胎內充入壓力空氣,利用橡膠的彈性和空氣的彈性來支撐具有一定重量的車輛,即壓力容器的功能.2.制動、驅動、牽引功能:將作用在輪胎上的制動力、驅動力通過胎面膠與地面的摩擦使車輛能夠啟動、加速或減速、停車等穩(wěn)定行駛操控，即傳遞動力的功能.3.緩沖功能：利用輪胎內部壓力空氣的彈性和橡膠的彈性吸收汽車在行駛中因路面不平引起的振動和沖擊。輪胎生產技術及原材料應用概況輪胎各部件的功能及設計要求1.胎冠（CAP）：輪胎和路面接觸的部分，完成將車的驅動、制動等力傳導到地面的任務。1）耐磨損性2）耐切割性3）耐斷裂性4）沖擊的緩和和分散性5）制動、驅動性6）發(fā)熱性7）排水性2.基部（UT）以提高胎面的防止發(fā)熱性和粘貼性為目標3.翼膠（WT）COS構造中和胎側是一樣的功能SOC構造中以防止肩部的發(fā)熱為目標輪胎生產技術及原材料應用概況4.帶束層在胎面和胎體間的簾布層、起到了箍緊的效果。為了發(fā)揮輪胎基本功能（轉彎性能、耐磨損性、耐久性、乘坐舒適性、輪胎強度等）的重要零件。

1）較高的模量2）高的撕裂強度3）良好的耐疲勞性4）與簾線有良好的粘著性5.端邊膠條（BET）帶束層邊層之間被插入的橡膠層、以緩和帶束層邊部的應力為目標。6.冠帶層放置在帶束層外側的和周向成0度的簾線層、為了提高高速耐久性而采用。輪胎生產技術及原材料應用概況7.帶束層端邊緩沖膠（BEC）是指在帶束層端邊附近、胎體簾布和帶束層之間的橡膠層、起到了緩和帶束層端邊應力的目的8.胎體簾布和帶束層分擔、保持輪胎的空氣壓力。是支撐輪胎重量的輪胎的骨骼性的零件。1）耐負載性2）尺寸穩(wěn)定性3）耐屈撓龜裂性較高的生膠強度4）較好的自粘性5）與簾布有良好的粘合性6）低的滯后損失9.胎側是指從肩部到胎圈部、覆蓋在胎體簾布的外側。1）耐屈撓疲勞性2）耐刮擦性3）耐污染性（白帶、白字）4）耐日光、臭氧老化性5)外觀輪胎生產技術及原材料應用概況10.輪圈緩沖膠和輪圈凸緣接觸的胎圈部分的橡膠層防止和輪圈接觸時產生的磨損、損傷、漏氣等。11.胎圈充填膠（三角膠）胎圈鋼絲上的，為了確保胎圈部分剛性的三角形狀的橡膠。12.胎圈具有使輪胎固定于輪輞上和承受胎體簾線因內壓產生的張力的作用13.內襯（IL）1）保持輪胎內部的空氣2）防止向輪胎內部的氧氣透具有低的透氣性3）優(yōu)異的耐老化性4）優(yōu)異的抗疲勞性14.胎圈包布（FS）安置在輪胎和輪圈的接觸部的厚織布層，起到了保護由于和輪圈的摩擦對胎體簾布和胎圈部的損傷、防止裝輪圈時對胎圈的外傷、防止漏氣等作用。輪胎生產技術及原材料應用概況傳統(tǒng)的輪胎制造工藝過程生膠混煉（塑煉、母膠混煉、加硫），壓型（胎面、胎側、胎肩墊膠和膠芯制造），壓延（胎體、帶束層制造，內襯層），胎圈制造，外胎成型，外胎硫化，外胎成品的在線檢測等。其中各工藝時段所涉及原材料：混煉：生膠炭黑白炭黑增塑劑偶聯(lián)劑加工助劑硫化促進劑防護助劑粘合劑增粘劑補強劑填料等所有化工材料在此階段加入。涉及膠片隔離劑壓延：鋼絲纖維塑料布壓出：色標硫化：內噴涂脫模劑

輪胎生產技術及原材料應用概況目前輪胎發(fā)展狀況及熱點方向：1）米其林的C3M技術：是指揮(Command)+控制(Control)+通訊(Communication)與制造(Manufacture)一體化系統(tǒng)?；ㄍ顿Y節(jié)省50%，占地面積減少50-90%，操作人員減少50-90%，原材料消耗減少9%C3M有如下5項技術要點：①連續(xù)低溫混煉；②直接壓出橡膠件；③成型鼓上編織／纏繞骨架層；④預硫化環(huán)狀胎面；⑤輪胎電熱硫化。

C3M的關鍵設備是特種編織機和擠出機。C3M技術通過以成型鼓為核心，合理配置特種編織機組和擠出機組而得以實現(xiàn)。特種編織機環(huán)繞成型鼓編織無接頭環(huán)形胎體簾布層和帶束層，與環(huán)繞成型鼓纏繞鋼絲得到鋼絲圈。擠出機組連續(xù)低溫(90℃以下)混煉膠料，壓出胎側、三角膠條以及其他橡膠件。

C3M的工藝特點是：部件既不經過冷卻／停放，也不需要再加工或預裝配，直接送到成型鼓上一次性完成輪胎成型。在成型過程中，成型鼓一直處于加熱狀態(tài)，胎胚在成型的同時被預硫化從而達到定型輪胎生產技術及原材料應用概況倍耐力MIRS技術MIRS只有3道工序：①預制；②成型；③硫化。預制工序有多臺擠出機，每臺擠出機配備規(guī)格為1×1．5m的卷取軸架，上掛鋼絲或浸漬簾線輥筒；架上的多股鋼絲或簾線進入擠出機的直角機頭，與膠料一同擠出，得到補強膠條，供下游工序使用。成型工序有3組共8臺擠出機和3對遙控機械手，分成三工位操作。成型鼓為可折疊式，中空，鼓身由8塊厚20mm鋁板制成，上有小孔使鼓面與鼓腔連通。成型鼓經預熱進人第一工位，并繞軸旋轉；擠出機將膠料擠出到成型鼓上，機械手反復輥壓膠料，擠出空氣，使膠料緊貼鼓面，得到氣密層；由于鼓面是熱的，膠料被預硫化。接著成型鼓進人第二工位，第二對機械手將預制工序生產的各種補強膠條纏繞在成型鼓上，同時第二組擠出機將膠料擠出到成型鼓上，機械手和擠出機交叉操作，逐步形成胎體簾布層、胎圈等。然后成型鼓進入第三工位，第三對機械手貼預制帶束層，擠出機組將隔離膠、胎側膠、胎面膠直接擠出到成型鼓上，經壓實、整形得到完整胎胚。胎胚連同成型鼓一起進人硫化工序，硫化機裝在六工位圓盤運輸帶的立柱上。第一對機械手將未取下成型鼓的胎胚裝入硫化機，合模，往成型鼓腔內通人高壓氮氣，氮氣通過鼓壁的通氣孔逸出到鼓面，使胎胚脹大，從而脫離鼓面并緊貼硫化模內壁，這樣已經預硫化的胎胚氣密層實際上起到膠囊的作用。和普通硫化一樣，模腔內通人蒸氣。經15分硫化后，圓盤運輸帶到達第六工位，第二對機械手開模，將輪胎連同成型鼓一起取出，折疊成型鼓，得到成品輪胎。成型鼓經拼裝后送回第二道工序循環(huán)使用。至此完成一個生產周期。輪胎生產技術及原材料應用概況固特異IMPACT技術IMPACT的全稱為：IntegratedManufacturingPrecisionAssemblyCellularTechnology；譯為：集成加工精密成型單元技術。若將縮寫IMPACT看作是單詞Impact，其英文意思為“碰撞、沖擊、影響”。因此，海外業(yè)內傳媒有將IMPACT謔稱為Impact的，意喻對傳統(tǒng)制造技術產生沖擊的新技術。IMPACT有四大要素(又稱四大單元)：①熱成型機(HotFormer)；②改進控制技術，提高生產效率；③自動化材料輸送；④單元式制造。上述四要素既可以單獨使用，也可以組合起來使用，而且無論是某個要素還是整個系統(tǒng)與現(xiàn)有的輪胎工藝流程都能夠緊密結合成一體。IMPACT不會像其他新一代輪胎制造系統(tǒng)那樣與現(xiàn)用系統(tǒng)不兼容。對整個橡膠業(yè)界而言，熱成型機似乎是聞所未聞的新工裝設備，其實它由多臺微型型材壓延機(MiniContourCalender)、冷喂料擠出機和一條鋼質運輸帶構成。壓延機的兩個輥筒直徑在700mm左右，它與傳統(tǒng)壓延機不同之處在于：①有一個輥筒是輥；②雙輥溫度超過傳統(tǒng)壓延工藝溫度。鋼質運輸帶又稱移動軌床(MovingTrackedBed)，由兩個導輥和一條不銹鋼薄帶構成，其最高速度為15米／分，通常以8-9米／分的速度運行。每臺壓延機配備一臺冷喂料擠出機，后者負責向前者供料。對冷喂料擠出機沒有什么特殊要求，目前在用的普通型即可，至于它的規(guī)格則必須與在該工位壓出／貼合的輪胎部件的體積流量相匹配，保證供給壓延機足夠的膠料。輪胎生產技術及原材料應用概況大陸MMP技術MMP打破傳統(tǒng)輪胎廠四大工序齊備的模式，將四大工序分割成兩大塊來操作。第一塊包括了傳統(tǒng)工藝的第一道工序(塑／混煉)、第二道工序(壓延和壓出)以及第三道工序的前半部分(胎體成型)，第二塊包括了傳統(tǒng)工藝的第三道工序的后半部分(貼帶束層、上胎面)和第四道工序(硫化)；執(zhí)行第一塊生產任務的工廠被稱之為“平臺”，執(zhí)行第二塊生產任務的工廠被稱之為“衛(wèi)星廠”。平臺負責生產輪胎基本構件并進行預裝配，衛(wèi)星廠負責整體裝配并完成輪胎制造工藝最后硫化。通常，一個平臺可配置多間衛(wèi)星廠，構成輻射射網絡。MMP技術的最大特點就是一種"基本構件生產廠+總裝廠"的新模式。平臺(基本構件生產廠)設在勞動力成本低的地區(qū)，降低生產成本；衛(wèi)星廠(總裝廠)設在技術發(fā)達的地區(qū)或處于市場戰(zhàn)略位置的地區(qū)，一來保障產品質量，二來達到成品就地供貨的目的。平臺產品(輪胎基本構件)實行標準化，也就是說同一規(guī)格，不同品牌、不同系列的輪胎，除胎面、帶束層不同外，其余基本構件全部相同。從平臺下線的胎體已經經過預硫化。視產品技術要求不同，貼帶束層也可在平臺上完成。輪胎生產技術及原材料應用概況其它公司：6）普利司通ACTAS技術：是全自動連續(xù)輪胎成型系統(tǒng)(All-automaticContinuousTireAssemblySystem)英文縮寫。從材料部件到成型形成一條聯(lián)動生產線，省去貯存和冷卻，場地節(jié)省50%，操作人員減少80%，生產效率提高70%。7）普利司通BIRD技術：是普利司通發(fā)明的合理改進(BridgestoneInnovativedRationalDevelopment)的英文縮寫。占地面積減少25-30%，生產規(guī)模小型化，適合小批量生產，節(jié)能40%。8）橫濱/東洋、不二精工輪胎新工藝：是日本鋼絲圈生產企業(yè)不二精工株式會社與橫濱、東洋合作開發(fā)的一項新技術。省略簾布壓延和鋼絲圈擠出設備（由材料供應商承擔），成型與硫化聯(lián)動，縮小占地面積。

輪胎生產技術及原材料應用概況跑氣保用輪胎各國對于這種胎側支撐的輪胎的叫法不同標識也不同,但都稱之為Run-FlatTire.因各公司的技術條件和理念不同,對于所生產的輪胎的行駛速度、距離都不盡相同，如下列表所示：各公司系統(tǒng)跑平的能力最高速度最大行駛距離鄧錄普DSST80km/h500km

BridgestoneRFT90km/h80km

MichelinZP80km/h200kmGoodyearEMT80km/h80kmPirelliEufori@80km/h150km大陸CSR

80km/h200km輪胎生產技術及原材料應用概況兩種結構側支撐支撐環(huán)輪胎生產技術及原材料應用概況

1.不需保養(yǎng);2.不怕刺扎;3.更耐磨;4.路面壓力分布更佳

5.簡化了制造過程;

6.基座可再用(胎面可翻新)

7.視野好(駕駛位置低)

8.減震(可較大規(guī)模地變形)

9.改善了抗水飄浮性

Tweel有幾個缺點：最差的是振動在80公里/時上,Tweel可感覺到振動。本質上幅度不是問題,但它導致二種其它性能:噪聲和熱?？焖俚倪\行的Tweel發(fā)出令人不快地聲音大的噪音。長途駕駛在高速下比米其林工程師的設想產生更多的熱量。

輪胎生產技術及原材料應用概況卡車胎發(fā)展趨勢：無內胎化寬胎化再生花紋技術輪胎生產技術及原材料應用概況鋼絲粘合：鍍銅鋼絲表面狀態(tài)輪胎生產技術及原材料應用概況黃銅和橡膠的粘合與鋼絲表面黃銅鍍層上形成的硫化亞銅膜層密切相關，硫化過程中，Cu+通過ZnS層擴散到表面，Cu和橡膠

、S的化學反應，在表面會形成硫化亞銅膜層，CuxS作為金屬和橡膠間初始粘合層。硫化亞銅薄膜粘結在黃銅上(樹枝狀結構)在橡膠中S和CuxS

膜層之間形成鍵和

輪胎生產技術及原材料應用概況其中鈷鹽的作用：提高了橡膠的交聯(lián)密度、和硫磺反應形成CoS，CoS降低硫化銅的反應速率、完善CuxS

的膜層結構CuxS膜層停止生成以后，降低脫鋅作用，抑制ZnO層生成

鈷鹽對鍍銅的適應性較寬，能改善初始粘合，對高硫膠料來說，它能加速硫化、增加交聯(lián)密度(有的技術中用鈷鹽作為增硬劑用于三角膠中)，在低硫膠料內，鈷會消耗相當量的硫，以致?lián)p害硫化降低物理性能。鈷含量相等的不同鈷鹽加入到膠料中它們的粘合性能一般相差不大。鈷對黃銅的硫磺化和橡膠的硫化有同步作用：鈷有延緩CuxS生成速率，對高銅含量的黃銅尤為如此，因為它常常生成大量的CuxS，反之可溶性的鈷會加速膠料硫化，因此兩種關鍵的粘合反應能得到同步。鈷鹽的加入有利于補償RFS體系所造成的脆化現(xiàn)象。鈷鹽的加入不可避免地造成抗張低、定伸高、伸長小、硬度大（老化性能略有降低）,鈷鹽用量提高可以降低濕氣老化并且加速硫磺硫化.

輪胎生產技術及原材料應用概況陰離子作用：1）短鏈酸在蒸汽和水作用下顯著降低粘合。

2）酸的含量降低，導致防腐性能提高。ManobondC-16中每克分子鈷只含有一克分子脂肪酸，只相當于鈷二酸皂含量之半。起作用時，活性鈷從ManobondC-16中迅速釋放，導致活性硼酸基團的生成。硼酸鹽是腐蝕抑制劑，硼酸鹽基團具有緩沖作用，能控制環(huán)境的PH值。硼酸鹽基團特別適合保持PH值7-9之間，因此耐鹽水老化、蒸汽老化效果較好。影響鈷離子的釋放速度、一元酸或多元酸影響鈷鹽的造粒，一元酸只能是塊狀，形成不了顆粒，所以造粒的是二元酸以上。輪胎生產技術及原材料應用概況間-甲體系：適合于高銅體系，間甲形成的樹脂對CuxS-Sy-R層補強，對黃銅和橡膠起過渡作用。間苯二酚：由于間苯二酚有突出的升華性，所以這種間-甲體系膠料在密煉機中或開煉機上混煉時均會冒煙、發(fā)臭，污染環(huán)境，使加工性變差，進而會使焦燒穩(wěn)定性變壞，壓延加工性能下降，以及由于在未硫化時吸收了水分，使粘著力下降。通常情況下,間甲體系都有鈷鹽的存在,RF/HMMM與鈷的并用優(yōu)點在于保護鋼絲表面在老化過程中不受到水分破壞,初試粘合力提高,老化后粘合力高.硬度、未老化粘合強度和濕氣老化強度均有提高。輪胎生產技術及原材料應用概況粘合失效：脫鋅作用：鋅對濕氣非常敏感，ZnO

控制CuxS的反應活性，鋅的減少會增加Cu的反應性，從而提高了與硫磺的反應活性因熱：CuxS

的進一步生成,膜層增厚以致于粘合層變得太脆，CuxS隨著ZnS或ZnO/Zn(OH)2過分增長輪胎生產技術及原材料應用概況因濕：在濕氣狀態(tài)下主要是脫鋅--大量Zn++生成--在CuxS膜下面ZnO層生長--Zn(OH)2進入ZnO層--Zn++擴散到表面,作為Zn(OH)2沉積增加黃銅的反應性--由于失Zn,Cu的濃度提高--CuxS進一步生成,膜層變厚,粘合層變脆輪胎生產技術及原材料應用概況增粘樹脂輪胎生產技術及原材料應用概況1）對樹脂分子量的依賴性最大正烷基酚醛樹脂：為了獲得最佳的粘合性能，這類縮合物的最佳分子量為500—950，隨著分子量的降低，樹脂的粘附性增大，但是軟化溫度急劇下降，這使其運輸、儲存及加工過程復雜化，提高膠料的自粘性較優(yōu)，但就抑制早期硫化能力較差，烷基酚醛樹脂與橡膠之間的相容性，隨著烷基長度的增長而提高，而保持增粘效果，樹脂必須具備適當?shù)南嗳菪?，?叔丁基苯酚正處于相容性和增粘性的平衡點上。

2）自由單體含量單體與甲醛之間的反應并不十分徹底，生成的聚合物中有2-5%的殘留單體，樹脂中自由單體的含量在一定程度上取決于單體與甲醛的用量比及其反應條件（反比于甲醛用量），單體含量越低，膠料的粘性就越大，保持時間越長。

3）改性

-OH被環(huán)氧樹脂和松香脂取代，環(huán)氧樹脂能增加樹脂的極性，松香脂能影響橡膠的相容性。輪胎生產技術及原材料應用概況推斷機理為：遷移膠料表面，阻止氧化變硬。形成類似蠟的噴霜。分子量和極性是改善粘著性的原因投錨效應。輪胎生產技術及原材料應用概況補強樹脂的反應機理輪胎生產技術及原材料應用概況不同改性方式對樹脂性能的影響：輪胎生產技術及原材料應用概況粘合樹脂：纖維浸膠RAYONNYLONRFL(ResorcinolFormalinLatex)HPolyester反應很難輪胎生產技術及原材料應用概況PET浸膠輪胎生產技術及原材料應用概況PET浸膠兩個比較先進的配方工藝（由于聚酯上除了斷點有OH和COOH集團外，其它位置沒有活性點，普通RFL浸膠效果極差）粘合機理及過程（纖維）機械粘合：纖維表面的錨定效應和織物的架橋效應對纖維與橡膠的粘合具有積極的效應（RFL在單絲之間有一定的滲透）。粘合劑中膠乳組分和橡膠的共硫化膠乳組分和橡膠中色散力的作用分子鏈通過在膠乳組分和橡膠表面的雙向擴散二形成的粘結復合層硫化過程中橡膠層的流動性粘合劑的樹脂組分與橡膠間主價鍵的形成。

聚酯尼龍粘合破壞的位置和機理不同輪胎生產技術及原材料應用概況

好的方面：硬度差的方面：煙氣好的方面：煙氣分散差的方面：濕氣硬度好的方面：煙氣分散濕氣差的方面：硬度B單元的作用，對粘合影響相對小一些，對防濕性能影響相對較大。不同產品結構差異在此。

輪胎生產技術及原材料應用概況目前轎車發(fā)展動態(tài)：轎車子午胎是所有輪胎系列中品種最多、性能要求也最復雜的系列，無論從負載情況、速度級別、還是配套廠家對輪胎的特殊要求、以及氣候條件、使用特點、本地法律法規(guī)等因素，都決定了轎車子午胎以胎面配方為主的變化比較多。從發(fā)達國家成熟市場以及國內目前發(fā)展態(tài)勢看，半鋼子午胎系列也注定是最具活力，增長最迅速的輪胎系列。輪胎生產技術及原材料應用概況影響轎車子午胎技術發(fā)展因素:一、政策法規(guī)的導向：

如：REACH法規(guī)；以歐盟標簽法為代表的技術法規(guī)；關于冬季輪胎強制性使用規(guī)定等。從長遠角度看，低碳環(huán)保的趨勢導致的政府行業(yè)政策和法規(guī)導向等。二、各個廠家的設計理念、結構工藝的差異以及技術發(fā)展的狀況（包括市場目標定位）不同，及材料供應渠道的局限性。國內轎車子午胎面臨技術挑戰(zhàn)及材料發(fā)展以歐盟標簽法為代表的輪胎技術法規(guī)，相似的要求日本韓國美國等國家已經實施或準備實施，是未來世界性的趨勢。標簽法內容:

國內轎車子午胎面臨技術挑戰(zhàn)及材料發(fā)展標簽法中濕地抓著力方面國內轎車子午胎面臨技術挑戰(zhàn)及材料發(fā)展時間進度表（關于濕抓著性）2009-10-1斷面寬度小于等于185mm的等級為C1的輪胎2010-10-1斷面寬度大于185mm，小于等于215mm的等級為C1的輪胎2011-10-1斷面寬度大于215mm的等級為C1的輪胎2009-10-1等級為C2和C3的輪胎輪胎生產技術及原材料應用概況燃油經濟性（滾動阻力）輪胎生產技術及原材料應用概況實施進程

輪胎生產技術及原材料應用概況時間進度表（關于燃油經濟性）2012年11月1日所有新的輪胎產品投放到市場，包括轎車胎、卡車胎、客車胎必須滿足表1要求。2013年11月1日所有新的車型，必須裝配滿足表1要求的輪胎。2014年11月1日所有轎車輪胎生產必須滿足表1要求，在此日期以前生產的不滿足要求輪胎可以在30個月內銷售（到2017年5月1日）。2016年11月1日所有卡車、客車輪胎生產必須滿足表1要求，在此日期以前生產的不滿足要求輪胎可以在30個月內銷售（到2019年5月1日）。2016年11月1日所有新的輪胎產品投放到市場，包括轎車胎、卡車胎、客車胎必須滿足表2要求。2017年11月1日所有新的小型車輛（car)，必須裝配滿足表2要求的輪胎。2018年11月1日所有轎車輪胎生產必須滿足表2要求，在此日期以前生產的不滿足要求輪胎可以在30個月內銷售（到2021年5月1日）。2020年11月1日所有卡車、客車輪胎生產必須滿足表2要求，在此日期以前生產的不滿足要求輪胎可以在30個月內銷售（到2023年5月1日）。輪胎生產技術及原材料應用概況對未來輪胎技術開發(fā)及原材料使用的影響：汽車輪胎最注重的要素是安全，在保證安全的情況下考慮節(jié)能因素，或尋求一種平衡，這種情況下，對未來材料的走勢大致可以預測，其中影響最大的兩個因素就是膠種和白炭黑及相關聯(lián)產品，而膠種中溶聚丁苯膠以其平衡的性能及可靈活調節(jié)的特性最值得期待，同時天然膠也以其優(yōu)良的性能優(yōu)勢獲得更大的應用輪胎生產技術及原材料應用概況從2010年歐洲市場101個廠家規(guī)格抽測統(tǒng)計看現(xiàn)狀和技術主流：抓地力以C級占主導，滾動阻力E級最多。從標簽法相關補充文件以及歐洲市場實際狀況看，歐洲更注重代表安全性能的濕地抓地性能。輪胎生產技術及原材料應用概況溶液聚合丁苯橡膠（SolutionpolymerizedStyrene-ButadieneRubber簡稱SSBR）：是以丁二烯－苯乙烯為聚合單體，以有機鋰化合物為引發(fā)劑，用醚胺類等極性有機化合物作為調控聚合鏈微觀結構調節(jié)劑，于脂肪烴有機溶劑中通過陰離子溶液聚合反應得到的一種無規(guī)共聚物，是受益于政策最大的系列品種。SSBR發(fā)展到現(xiàn)在，開發(fā)出的牌號很多，幾乎沒有完全相同的牌號、產品，結構方面的變化可遍布苯乙烯含量從0到65%，乙烯基含量從0到80%的范圍之內，由此得到的玻璃化轉變溫度的范圍也可以從-70℃到+10℃，而苯乙烯和乙烯基及其相互影響正是影響抓地、生熱、磨耗、低溫等性能的主要因素。SSBR是可以進行分子設計的產品，大型輪胎公司一般都有自己的定制、專屬牌號。輪胎生產技術及原材料應用概況SSBR結構對性能的影響：性能變化方向性能平衡改善可能性滾動阻力抓地性能耐磨性低溫性能工藝性能滾動阻力/抓地性能抓地性能/耐磨性宏觀結構高的分子量可能可能窄的分子量分布可能可能支化不可能不可能微觀結構增加苯乙烯含量不可能少量提高增加乙烯基含量可能不可能化學官能團端基官能化可能少量提高錫偶聯(lián)可能少量提高輪胎生產技術及原材料應用概況1.苯乙烯含量：提高丁苯橡膠中的結合苯乙烯(St)含量，可以提高玻璃化轉變溫度(Tg)和抗?jié)窕裕坏瑫r也會提高60℃下的損耗因子(tanδ)值．即滾動阻力增大。2.乙烯基含量：提高SSBR的乙烯基(1．2一結構)含量．可提高Tg

和抗?jié)窕远辉黾訚L動阻力。乙烯基結構含量與St含量一樣．會影響橡膠的Tg

，但其影響相對較小。在較高溫度下，Tg

相同的SSBR．乙烯基結構含量較多的比St含量較多的具有更低的滯后性、更高的高溫回彈性、更低的生熱及滾動阻力。在室溫(17℃條件下，回彈性隨著乙烯基含量的增加而降低：在較高溫度(82℃)條件下．回彈性不隨乙烯基含量的增加而降低：在苛刻條件下，生熱隨乙烯基含量的增加而下降．SSBR中乙烯基結構含量應控制在20%--60%

輪胎生產技術及原材料應用概況3錫原子和聚合物之間的鍵的斷裂造成聚合物自由末端數(shù)量的增多，這些自由末端導致分子內部和分子之間的摩擦，tanδ增加，對滾動阻力會產生副作用，但實際上硫化膠性能并沒有不良影響，一定會有另一種作用來補償由于自由末端數(shù)量增多而帶來的缺點。通過炭黑膠料甲苯溶脹實驗發(fā)現(xiàn)：在錫偶聯(lián)聚合物膠料中，炭黑結合膠的數(shù)量比其它聚合物膠料多10%，而且錫原子在結合膠中的濃度（700ppm)明顯高于溶膠(50ppm），可以認為，錫原子和炭黑表面存在著化學反應，混煉時，當聚合物鏈和錫原子之間的鍵斷裂以后，聚合物鏈末端的錫原子是非?；顫姷模芰⒓磁c炭黑反應。聚合物末端被炭黑固定。這些化學反應消除了由于聚合物自由末端所引起的對滾動阻力的任何不利影響。此外這些化學反應所產生的纏結網將使混煉時剪切力更為有效，最終改善了炭黑的分散。

輪胎生產技術及原材料應用概況4.溶聚丁苯橡膠陰離子聚合為活性聚合。經終止的分子鏈導致硫化膠交聯(lián)網絡中存在大量未參加硫化的可自由運動的“自由末端”(相當于整個大分子網絡的側基)，它雖能提高輪胎的抗?jié)窕阅?，但增加了滾動阻力。末端改性的另一項技術是在鏈端引入能“鈍化”自由鏈端而又與增強填料親和性好的官能團，即可改善橡膠的滯后損失性能。改性端基用的化合物大都是含氮化合物，主要有以下幾類。酰胺類(包括內酰胺、環(huán)酰胺等)。酰胺改性可提高SSBR的回彈性及低溫抓著性，烴基直接鍵合于氮原子的酰胺尤為適用。

對苯二甲酸胺：滾動阻力低、抗冷流、儲藏穩(wěn)定性輪胎生產技術及原材料應用概況從以上介紹分析，結合溶聚丁苯膠的性能特點，設計人員可以按照產品定位要求自己選用合適膠種使用用來生產高濕抓型、節(jié)油型、耐磨型、冬季型等，但是單一的膠種使用都難以滿足產品的最終性能要求，天然膠、順丁膠等都會有可能得到并用，BR80由于有著80%乙烯基，可提供較好的抓地力，同時生熱和低溫性能好也得到一定的使用空間。輪胎生產技術及原材料應用概況白炭黑及其相關助劑的應用：白炭黑能夠提供良好的濕地抓地力和好的滾動阻力，是目前增長量最快的品種。目前廣泛使用在高性能、低滾阻以及冬季輪胎胎面配方中，使用量有逐步加大的趨勢，從與炭黑50/50到100%使用，高分散白炭黑（U7000、Z-1165MP等)使用的比例也在增加。輪胎生產技術及原材料應用概況隨著白炭黑的大量使用，由于白炭黑自身化學性質特點，白炭黑膠料的諸多問題也越來越突出，從客觀上也決定了以下助劑的使用機會：硅烷偶聯(lián)劑系列：Si-69、Si-75、Si-363、NXT等活性劑：多元醇類、胺類、脂肪酸酯、金屬皂鹽類提高硫化速度，秋蘭姆類替代品TBZTD、TOTN；烷基二硫酚化合物TB710等功能性產品：Nanoprene、Vucuren、HTS等,HTS最早作為抗硫化返原劑，對增進鋼絲粘合有好處，同時對降低輪胎滾動阻力也有益處，Vucuren有著類似的結構。輪胎生產技術及原材料應用概況為避免干擾白炭黑與聚合物的相互作用，許多白炭黑或白炭黑為主的配方都采用無油或者低油配合，功能性樹脂的使用有漸增趨勢：對抓地力有貢獻：SylvaresSA85C10(古馬?。L動阻力有益處：TP115（萜烯酚）綜合平衡性能：TL100（石油改性樹脂）

輪胎生產技術及原材料應用概況能源緊張的的趨勢不但設計者考慮在使用過程中能源的節(jié)省（低的滾動阻力、長的使用壽命），而且在制造環(huán)節(jié)未來傾向于可再生的天然材料的開發(fā)使用。1.天然膠和改性天然膠（低的滲透性、好的曲撓性、好的抓地力）的開發(fā)使用。2.以白炭黑為代表的無機礦物質填料(硅藻土、粘土類）的擴量使用、植物淀粉補強材料。3.菜籽油等植物油系列增塑劑以及萜烯類及其改性樹脂

輪胎生產技術及原材料應用概況關于REACH規(guī)定簡介：REACH

(Registration,Evaluation,AuthorizationandRestrictionofChemicalsRegistration--每年生產或進口1噸以上化學物質的生產商或進口商都需要注冊Evaluation--由成員國對注冊卷宗進行評估Authorization--高關注物質（如CMR、PBT、vPvB）的許可使用Restriction--由成員國或歐盟委員會發(fā)起成立安全網限制危險性物質的使用Chemicals--化學品1噸以上化學物質→都需要注冊

(約30,000種)※100噸以上化學物質→注冊時需要提交化學品安全報告，需要歐歐洲化學管理委員

(5,000種)

（EuropeanChemicalsAgency,ECHA）進行評估※CMR,PBT等物質→屬高度關注類化學物質，在注冊和評估之后需要許可方可使用

(1,300～1,500種)

CMR:carcinogenic,mutagenic,reproductivetoxicity(具有致癌、致畸、生殖毒性的物質)

PBT:persistent,bioaccumulativeandtoxic(持久、生物累積、毒性物質)輪胎生產技術及原材料應用概況

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輪胎生產技術及原材料應用概況

輪胎生產技術及原材料應用概況輪胎生產技術及原材料應用概況REACH法案對輪胎材料使用的影響：關于化學品注冊、評估、許可和限制制度,法規(guī)編號為：（EC）No.1907/2006。因為輪胎屬于物品，不在注冊之列，但是按REACH法規(guī)要求，材料在一定比例以上有義務申報，歐盟規(guī)定的高關物質以及相關的現(xiàn)歐盟成員國的法規(guī)制度直接或間接對輪胎使用材料構成限制和影響.目前歐盟公布的SVHC（高關物質）達49種（可能是48），評價中的材料尚有111種（類），動態(tài)調整中。

1.限制PAHs的2005/69/EC法規(guī)：這是直接針對輪胎產品的限制法規(guī)，用于制造輪胎/翻胎胎面的填充油應符合：BaP含量低于1mg/kg，且以下8種PAHs─BaP、BeP、BaA、CHR、BbFA、BjFA、BkFA、DBAhA總含量低于10mg/kg。于2010年1月1日禁止不符合限