呂 強，王麗娥，茍登峰

（貴州輪胎股份有限公司，貴州 貴陽 550008）

近年來，由于非公路型輪胎配套市場加大以及多數(shù)配套主機長期室外靜置停放，客戶對配套輪胎出現(xiàn)臭氧老化裂口和外觀變色的投訴越來越多。因此提高和改進胎側膠的耐臭氧老化性能和外觀變色性，將對擴大和鞏固市場起到重要作用。本工作主要對非公路型輪胎胎側膠的配方進行優(yōu)化。

1 實驗

1.1 主要原材料

天然橡膠（NR），SIR20，印度尼西亞產(chǎn)品；順丁橡膠（BR），牌號9000，中國石油新疆獨山子石化公司產(chǎn)品；丁苯橡膠（SBR），牌號1712和1500，中國石油蘭州石化合成橡膠廠產(chǎn)品；炭黑N330，曲靖眾一精細化工股份有限公司產(chǎn)品。

1.2 配方

配方如表1所示。1#配方為生產(chǎn)配方，其余為試驗配方，2#和3#配方因考慮成本而使用再生膠。

表1 配方 份

1.3 主要設備和儀器

3 L密煉機和F270型密煉機，英國法雷爾公司產(chǎn)品；254 mm（10英寸）開煉機，上海橡膠機械廠產(chǎn)品；XLB-Q 500×500×2型50 t平板硫化機（蒸汽），青島巨融機械技術有限公司產(chǎn)品；401A型老化烘箱，上海實驗儀器有限公司產(chǎn)品；M200E型門尼粘度試驗機和T2000E型電子拉力機，北京友深電子儀器有限公司產(chǎn)品；MFR100A型無轉子硫化儀，上海阿爾法儀器科技有限公司產(chǎn)品；3MR-3RVB-140型臭氧老化試驗機，德國Argentox公司產(chǎn)品。

1.4 試樣制備

（1）小配合試驗膠料分兩段混煉，一段混煉在3 L密煉機中進行，混煉工藝為：轉速80 r·min-1，生膠小料炭黑、油提壓砣→壓壓砣提壓砣→排料（轉速60 r·min-1）；二段混煉在開煉機上加入硫黃和促進劑，粉料混入后輥距調至0.8 mm，打三角包，薄通6次，將輥距調至約2.2 mm后出片，停放待測。溫度不能超過105 ℃。

（2）大配合試驗膠料分兩段混煉，且均在F270型密煉機中進行，一段混煉工藝為：轉速40 r·min-1，生膠、塑解劑、小料→壓壓砣炭黑→145 ℃加油→排料（170 ℃）；二段混煉工藝為：轉速20 r·min-1，一段混煉膠、硫黃、促進劑→壓壓砣提壓砣→排料（100 ℃）。

1.5 性能測試

（1）物理性能：按相應國家標準測試。

（2）靜態(tài)臭氧老化試驗按照GB/T 7762—2003《硫化橡膠或熱塑性橡膠耐臭氧龜裂靜態(tài)拉伸試驗》進行。測試條件：臭氧質量分數(shù) 50×10-8，溫度 45 ℃，相對濕度 50%，形變 40%，暴露時間 100 h。

動態(tài)臭氧老化試驗按照GB/T 13462—1992《硫化橡膠耐臭氧老化試驗動態(tài)拉伸試驗法》進行。測試條件：臭氧質量分數(shù) 50×10-8，溫度45 ℃，相對濕度 50%，形變 40%，頻率 0.5 Hz。

表面裂口龜裂情況并判級，0級：采用7倍放大鏡觀察沒有裂口；1級：采用7倍放大鏡可以觀察到裂口；2級：肉眼可以看到細小裂口；3級：肉眼可以明顯看到裂口。依次級別越高，龜裂越嚴重。

（3）加工性能：采用RPA2000型橡膠加工分析儀測定。溫度掃描條件：頻率 1.7 Hz，應變 2°，溫度范圍 40～150 ℃。

2 結果與討論

2.1 配方設計

汽車輪胎胎側膠的作用主要是保護輪胎胎體。由于長期暴露在陽光下，胎側膠應具有良好的耐屈撓龜裂、耐臭氧老化等性能。

外觀變色主要是配方中小分子物質遷移至表面所致，以防老劑、石蠟、油最為顯著。為保證一定的耐老化性能，橡膠配方中通常需要添加各類防老劑。其主要作用機理：（1）形成薄膜，隔離光、氧對橡膠的接觸；（2）當氧氣與橡膠接觸時，利用防老劑先與氧氣反應消耗或終止橡膠氧化反應，從而保護橡膠，延長其使用壽命。因此，對于天候老化，防老劑遷移至橡膠表面是一個重要特點，遷移程度與防老劑在橡膠中的溶解度或用量有關。

配方設計思路：（1）使用全合成橡膠配方，由于合成橡膠的雙鍵含量較低，可以提高耐老化性能，合成橡膠以BR9000為主，可以提升耐屈撓疲勞性能；（2）減小防老劑和軟化劑用量，降低遷移程度。

2.2 小配合試驗

2.2.1 硫化特性和物理性能

膠料的硫化特性和物理性能如表2所示。

表2 小配合試驗結果

從表2可以看出，與生產(chǎn)配方膠料相比，試驗配方膠料的FL和Fmax增大，t10和t90延長，有利于硫化時膠料在磨具內的流動填充；硫化膠的硬度和300%定伸應力增大，其他性能可以滿足胎側膠的使用要求。

總體來看，4#試驗配方膠料的綜合物理性能較優(yōu)。

2.2.2 耐臭氧老化性能

膠料的動態(tài)臭氧老化裂口和等級對比分別如圖1和表3所示。

從圖1和表3可以看出，試驗配方膠料的動態(tài)臭氧老化效果優(yōu)于生產(chǎn)配方膠料，其中4#配方膠料的耐臭氧老化性能最優(yōu)。

表3 膠料的動態(tài)臭氧老化裂口等級對比

圖1 膠料的動態(tài)臭氧老化裂口對比

通常認為，橡膠的損耗因子（tanδ）越大，分子運動性越強，其塑性相對越大，在擠出過程中變形較小；反之，橡膠的tanδ越小，其彈性相對越大，擠出過程的變形較大，因此在一定條件下可以利用橡膠的tanδ來評價其加工性能。

混煉膠的tanδ-溫度曲線如圖2所示。從圖2可以看出：在擠出溫度范圍內，4#配方膠料的加工性能比較接近生產(chǎn)配方膠料；2#和3#配方膠料的加工性能較差。

圖2 混煉膠的tanδ-溫度曲線

2.2.4 外觀

將4個配方的硫化試片暴露在室外40 d后比較試片的外觀變化，結果如圖3所示。從圖3可以看出，4#配方膠料的外觀污染性好于其他配方膠料。

圖3 試片室外暴露存放外觀對比

通過對比分析物理性能、耐臭氧老化性能、加工性能以及外觀污染性可以看出，4#配方膠料相比1#配方膠料有明顯改進，可以滿足設計要求，因此后續(xù)試驗采用4#配方。

2.3 大配合試驗

2.3.1 硫化特性和物理性能

膠料的硫化特性和物理性能如表4所示。

表4 大配合試驗結果

從表4可以看出，大配合試驗結果與小配合試驗結果基本相符。

部分房地產(chǎn)估價機構在信息化探索之路上已取得一定成果，但從行業(yè)角度來看，因缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準，現(xiàn)有信息系統(tǒng)和平臺的數(shù)據(jù)采集和管理的標準和方式各異，行業(yè)內部的系統(tǒng)對接難以實施，與行業(yè)外部的數(shù)據(jù)交換更無從談起。故亟待建立房地產(chǎn)估價行業(yè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準，推進數(shù)據(jù)的內外部聯(lián)通，進一步挖掘數(shù)據(jù)的應用潛力［3］。

2.3.2 耐臭氧老化性能

膠料的動態(tài)和靜態(tài)臭氧老化裂口對比分別如圖4和5所示，臭氧老化裂口等級對比如表5所示。

圖4 膠料的動態(tài)臭氧老化裂口對比

圖5 膠料的靜態(tài)臭氧老化裂口對比

表5 膠料的臭氧老化裂口等級對比

從圖4和5以及表5可以看出：試驗配方膠料的耐臭氧老化的開裂時間和裂口等級均比生產(chǎn)配方膠料有明顯改進；試驗配方膠料在靜態(tài)臭氧老化100 h后未出現(xiàn)開裂。

2.4 成品試驗

2.4.1 外觀

為了比較外觀污染變色情況，胎側采用試驗配方和生產(chǎn)配方等長分布，生產(chǎn)試驗輪胎。成品輪胎胎側室外暴露存放外觀對比如圖6所示。

圖6 成品輪胎胎側室外暴露存放外觀對比

從圖6可以看出，輪胎室外暴露8個月后，胎側使用試驗配方部分的外觀析出污染要比生產(chǎn)配方部分小，整體感覺均勻性較好。

2.4.2 外觀一次合格率

針對產(chǎn)品胎側缺膠，影響外觀一次合格率的情況，選取合格率較低的兩個規(guī)格，采用試驗配方試生產(chǎn)，合格率情況對比如表6所示。

表6 成品外觀一次合格率對比 %

從表6可以看出，采用試驗配方后，成品的外觀一次合格率明顯提升。

3 結論

通過對非公路型輪胎胎側膠配方進行優(yōu)化，使胎側膠的耐臭氧老化和耐屈撓疲勞性能得到提升；硫化成品外觀缺陷減少，合格率提高；改善了成品停放后胎側變色嚴重的現(xiàn)象；對生產(chǎn)工藝基本沒有影響，滿足輪胎胎側的使用要求，達到了預期的設計目的。