李華峰

（山東東營市黃海輪胎有限公司， 山東 東營 257336）

分散劑PL-60在丁基橡膠內(nèi)胎中的應(yīng)用

李華峰

（山東東營市黃海輪胎有限公司， 山東 東營 257336）

分散劑PL-60的主要化學(xué)成分為脂肪酸皂和酰胺類的聚合物，其對(duì)于提高膠料的流動(dòng)性具有很高的效能。其中的機(jī)理主要為降低分子間的摩擦力，以及膠料與金屬表面的摩擦力，從而達(dá)到增加流動(dòng)的目的。此外，分散劑PL-60對(duì)于IIR聚合物中重結(jié)晶的趨向，具有抑制和穩(wěn)定的作用；對(duì)于混煉期間及硫化過后的膠料脫模性有提高的效果，可消除粘輥筒及粘模具的現(xiàn)象，可在混煉的任何階段加入，但在混煉最后階段加入，脫模效果最佳；在丁基橡膠內(nèi)胎中使用分散劑PL-60，可增強(qiáng)膠料的流動(dòng)性，減少模具鍋銹，提高產(chǎn)品外觀質(zhì)量和接頭強(qiáng)力，使產(chǎn)品外觀光滑致密，色澤鮮艷。

分散劑PL-60；丁基橡膠內(nèi)胎；炭黑分散度；流動(dòng)性；脫模

0 前言

丁基橡膠與天然橡膠等高不飽和橡膠相比，硫化速度慢1/3左右，而且其自粘性和互粘性差，需要借助增黏劑來保證其粘合，但粘合力也不高。丁基橡膠是一種結(jié)晶性橡膠，生膠本身就有很高的強(qiáng)度，各種補(bǔ)強(qiáng)劑對(duì)它的補(bǔ)強(qiáng)效果都不大，而且當(dāng)用量超過最佳濃度時(shí)還會(huì)使其物理性能下降。但使用補(bǔ)強(qiáng)劑能提高其撕裂強(qiáng)度和定伸應(yīng)力，使其整體性能提高，還可改善加工性能。丁基橡膠因其不飽和度低，導(dǎo)致加工過程中不易斷鏈，使混煉、擠出加工工藝較天然橡膠困難增大［1］。而分散劑PL-60的使用，恰好較大程度地彌補(bǔ)了丁基橡膠生產(chǎn)過程中的許多不足。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

丁基橡膠IIR1751，北京燕山石化有限公司；三元乙丙橡膠EPDM2070，吉林石化有限公司；濕法N660炭黑，太原三強(qiáng)炭黑有限公司；膠粘劑A-90，青島海佳助劑有限公司；分散劑PL-60，青島普爾化工有限公司。其他材料均為橡膠常用原材料。

1.2 配方

生產(chǎn)配方1#（單位：份）：IIR1751 65.0，EPDM 2070 20.0，丁基（IIR）再生膠 40.0，氧化鋅 4.0，硬脂酸 1.5，膠粘劑A-90 4.0，濕法N660炭黑 45.0，環(huán)烷油 20.0，硫化劑、促進(jìn)劑 3.1，防老劑 1.5。

試驗(yàn)配方2#、3#、4#：分散劑PL-60為變量（1.0、2.0、3.0 份），其他均與生產(chǎn)配方一樣。

1.3 試樣制備

小配合試驗(yàn)?zāi)z料在XK-160開煉機(jī)上進(jìn)行混煉。加料順序?yàn)镮IR、EPDM、IIR再生膠→小料→炭黑→軟化劑→促進(jìn)劑、硫化劑→薄通下片，備用。

1.4 主要設(shè)備及測試儀器

主要使用XK-160開放式煉膠機(jī)，XLB-400×400平板硫化機(jī)，XM-75/40E型密煉機(jī)，φ150濾膠機(jī)，φ150擠出機(jī)，LJD-Y450接頭機(jī)，丁基橡膠內(nèi)胎專用硫化機(jī)，阿爾法門尼黏度儀，阿爾法無轉(zhuǎn)子硫化儀，電子式拉力機(jī)，炭黑分散度儀。

1.5 性能測試

膠料拉伸性能按照GB/T528—1998在常溫下測試，成品性能測定按GB 7036.1—2008進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 理化分析

分散劑PL-60的理化分析結(jié)果見表1所示。

表1 分散劑PL-60的理化分析結(jié)果

從表1可以看出，分散劑PL-60的理化分析結(jié)果符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 小配合試驗(yàn)

室內(nèi)小配合試驗(yàn)在XK-160開煉機(jī)上進(jìn)行混煉，物理性能對(duì)比結(jié)果詳見表2。從表2可以看出，隨著分散劑PL-60用量的增加，膠料的焦燒性能略有增強(qiáng)，硫化速度變化不大；膠料的門尼黏度變化顯著，其中使用3.0份分散劑PL-60（4#）效果最佳；膠料的拉伸性能影響不大。從總體看，在配方中添加3.0份分散劑PL-60（4#），膠料的綜合物理性能最佳。但膠料在XK-160開煉機(jī)上混煉時(shí)，有輕微粘輥現(xiàn)象，這可能與分散劑PL-60的加料順序有關(guān)。

2.3 工藝性能

為驗(yàn)證膠料粘輥是否與加料順序有關(guān)，選用生產(chǎn)配方1#與4#配方進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)分散劑PL-60的加料順序進(jìn)行調(diào)整，分為正常加入和在最后混煉階段加入（具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3）。從表3可以看出，改變加料順序后，膠料能正常操作，混煉時(shí)不再有粘輥現(xiàn)象。在混煉最后階段加入，較好地發(fā)揮了分散劑PL-60的脫模效果，較大程度地改善了加工性能。

表2 小配合試驗(yàn)性能對(duì)比結(jié)果

表3 1#和4#配方小配合試驗(yàn)對(duì)比

2.4 炭黑分散度試驗(yàn)

為驗(yàn)證分散劑PL-60是否具有促進(jìn)膠料分散、改善工藝性能的作用，對(duì)各試驗(yàn)配方進(jìn)行了炭黑分散度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。從表4可以看出，隨著分散劑PL-60用量的增加，炭黑分散度等級(jí)逐漸提高，使用3.0份分散劑PL-60的配方（4#），炭黑的分散度最好。

表4 膠料炭黑分散度等級(jí)試驗(yàn)結(jié)果

2.5 二次配合試驗(yàn)

因膠料成本增加，因此對(duì)配方進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

5#配方（單位：份）：IIR1751 60.0，EPDM2070 25.0，丁基再生膠 40.0，氧化鋅 4.0，硬脂酸 1.5，膠粘劑A-90 4.5，分散劑PL-60 3.0，濕法N660炭黑 46.0，環(huán)烷油 21.0，硫化劑、促進(jìn)劑3.1，防老劑 1.5。

5#配方的性能與正常生產(chǎn)配方（1#）的對(duì)比結(jié)果見表5。從表5可以看出，5#配方的硫化速度與原配方基本一致，焦燒時(shí)間略有延長，膠料門尼黏度下降，利于提高膠料的流動(dòng)性，拉伸性能略有下降，混煉時(shí)不粘輥，炭黑分散度等級(jí)提高。

2.6 車間大料試驗(yàn)

母煉膠的混煉是生產(chǎn)的第一道工序，在丁基橡膠內(nèi)胎生產(chǎn)中起著決定性的作用?；鞜挷痪鶗?huì)給后道工序造成壓出尺寸波動(dòng)、接頭困難，以及成品厚薄不均、充氣鼓脹等很多質(zhì)量問題。因此車間大料采用兩段混煉工藝進(jìn)行混煉，都在XM-75/40E密煉機(jī)中進(jìn)行生產(chǎn)。

化學(xué)是一門中心的、實(shí)用的和創(chuàng)造性的學(xué)科，是護(hù)理專業(yè)基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)，是醫(yī)務(wù)工作者必須掌握的一門學(xué)科。21世紀(jì)是生命科學(xué)時(shí)代，醫(yī)學(xué)教育進(jìn)入多學(xué)科融合和創(chuàng)新的時(shí)期，護(hù)理人員應(yīng)具備相應(yīng)的理論知識(shí)和技能，以及較強(qiáng)的實(shí)踐操作能力。為培養(yǎng)出合格的實(shí)用型護(hù)理人才，在化學(xué)課程中實(shí)施STS教育，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神，掌握科學(xué)方法，理解科學(xué)與社會(huì)、文化等的關(guān)系。更重要的是使教學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)實(shí)際問題有機(jī)結(jié)合起來，突出化學(xué)和醫(yī)學(xué)的社會(huì)價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生用整體、綜合觀點(diǎn)解決實(shí)際問題能力和創(chuàng)新能力。

一段混煉的加料順序?yàn)椋篒IR、EPDM→炭黑→軟化劑→排料下片。要求混煉時(shí)間6～7 min，排膠溫度高于140℃，母膠必須停放2 h以上方可進(jìn)行二段混煉。

二段混煉的工藝條件為：一段母膠、 IIR再生膠→小料→排料→促進(jìn)劑、硫化劑、分散劑PL-60→下片。要求排料之前密煉機(jī)混煉時(shí)間在7～8 min，排膠溫度不能低于160 ℃，排料后割兩個(gè)冷卻拉刀，使膠料溫度降到120 ℃以下再加促進(jìn)劑、硫化劑，膠料混煉均勻后下片，二段膠停放時(shí)間至少保證4 h以上。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果，我們選用5#配方進(jìn)行車間大料試驗(yàn)，并進(jìn)行了物理性能對(duì)比試驗(yàn)，性能結(jié)果詳見表6。由表6可以看出，車間大料試驗(yàn)結(jié)果與室內(nèi)小配合試驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)出良好的重現(xiàn)性，試驗(yàn)配方硫化膠的拉伸性能與室內(nèi)原配合相當(dāng)，膠料硫化速度變化不大，焦燒時(shí)間略有延長，膠料門尼黏度明顯降低。

表5 調(diào)整配方（5#）與生產(chǎn)配方1#對(duì)比結(jié)果

表6 調(diào)整配方（5#）的車間大料試驗(yàn)性能及工藝性能與室內(nèi)小配合試驗(yàn)的對(duì)比結(jié)果

2.7 工藝性能

（1）丁基橡膠內(nèi)胎的擠出采用帶硫?yàn)V膠方法濾膠后直接進(jìn)行，因此必須確保濾膠機(jī)冷卻水暢通無阻，并能達(dá)到效果。嚴(yán)格控制膠料的濾膠溫度不超過105 ℃，否則不能采用該方法生產(chǎn)。

（2）接頭時(shí)，控制電刀低溫電流在（10±2）A，高溫電流控制在（50±5）A；接頭時(shí)間根據(jù)規(guī)格大小進(jìn)行調(diào)整。

（3）硫化溫度使用175 ℃±2 ℃進(jìn)行生產(chǎn)，采用三次定型，硫化后出模容易，使工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。而且清理模具后，能維持生產(chǎn)一個(gè)月，保持成品外觀光滑，足見分散劑PL-60有良好的脫模效果。

（4）試驗(yàn)配方產(chǎn)品生產(chǎn)過程中工藝穩(wěn)定，半成品表面光滑，硫化成品生產(chǎn)無異常，而且表面質(zhì)地柔軟。試驗(yàn)配方成品胎充氣后，膨脹均勻，無鼓肚現(xiàn)象。

對(duì)用試驗(yàn)配方（5#）生產(chǎn)的11.00R20 丁基橡膠內(nèi)胎進(jìn)行物理性能檢測，與正常生產(chǎn)內(nèi)胎的對(duì)比結(jié)果見表7。從表7中可以看出，采用試驗(yàn)配方生產(chǎn)的內(nèi)胎性能均超過相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，且接頭強(qiáng)度有所提高。其他性能與原配方基本一致。

表7 11.00R20 IIR內(nèi)胎成品物理性能對(duì)比結(jié)果

2.9 成品里程試驗(yàn)及老化后性能

為驗(yàn)證丁基橡膠內(nèi)胎的性能，將試驗(yàn)配方5#與正常生產(chǎn)配方1#的11.00R20丁基橡膠內(nèi)胎裝在全鋼胎中進(jìn)行高速、耐久試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果示于表8?？梢?，二者性能基本一致。

為進(jìn)一步驗(yàn)證試驗(yàn)配方性能，里程試驗(yàn)后對(duì)內(nèi)胎又進(jìn)行了胎身性能檢測，并與正常生產(chǎn)內(nèi)胎進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果示于表9。從表9中可以看出，二者性能相當(dāng)，使用分散劑PL-60后性能不受影響。

3 結(jié)語

（1）在丁基內(nèi)胎膠中使用3.0份分散劑PL-60，可明顯降低膠料的門尼黏度，提高膠料的流動(dòng)性，改善工藝性能，混煉時(shí)不粘輥，并能促進(jìn)膠料分散、炭黑分散度等級(jí)提高。

（2） 在膠料中使用分散劑PL-60，能明顯改善接頭性能，提高成品的接頭強(qiáng)度。

（3） 使用分散劑PL-60的成品出模，脫模容易，使工人勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，且清理模具后能維持生產(chǎn)一個(gè)月，成品外觀保持光滑。

表8 11.00R20全鋼胎高速、耐久試驗(yàn)結(jié)果

表9 IIR內(nèi)胎老化后成品的物理性能對(duì)比結(jié)果

［1］ 謝遂志主編. 《橡膠工業(yè)手冊(cè)》修訂版（第一分冊(cè)） ∶ 生膠與骨架材料［M］.北京∶化學(xué)工業(yè)出版社， 1989∶477-499.

［責(zé)任編輯：朱 胤］

TQ 330.38+7

B

1671-8232（2015）12-0005-04

2015-08-25

李華峰（1982— ），男，山東諸城人，主要從事輪胎配方設(shè)計(jì)和工藝質(zhì)量管理工作。