陳 想，陳波宇

（中策橡膠集團有限公司，浙江 杭州 310018）

胎體簾線作為輪胎的主要骨架材料，與膠料之間的粘合性能是直接影響輪胎安全性和使用壽命的關(guān)鍵因素[1-2]，因此在輪胎半制品中是一項十分重要的性能指標。由于靜態(tài)法不能完全模擬簾線與膠料在輪胎行駛過程中的真實狀況，因此，對簾線與膠料動態(tài)粘合性能的測試儀器以及測試方法的研究越來越廣泛[3-6]。自2008年，有關(guān)國產(chǎn)新型LDN-Ⅰ型簾線動態(tài)粘合試驗機的試驗原理報道[7]以來，至今還未有對簾線與膠料粘合性能的試驗條件進行研究的相關(guān)報道。

由于汽車輪胎在行駛過程中狀態(tài)的復(fù)雜性，現(xiàn)有的動態(tài)粘合設(shè)備還不能完全真實地模擬簾線/膠料在輪胎行駛過程中的狀況。本工作主要研究頻率和溫度對簾線與膠料動態(tài)粘合性能的影響，希望能夠?qū)窈笱芯亢烷_發(fā)更接近輪胎行駛狀況的新型簾線動態(tài)粘合試驗機提供依據(jù)。

1 實驗

1.1 主要原材料

2200dtex/2尺寸穩(wěn)定型聚酯浸膠簾線，我公司合格供方A，B和C三個廠家產(chǎn)品；膠料，我公司配方膠料，膠料配方為天然橡膠 81.58，丁苯橡膠1500 18.42，炭黑N330 49，環(huán)保油 8.5，小料 8.35，塑解劑 0.24，硫黃 5.84，其他18.22。

1.2 主要設(shè)備和儀器

LDN-Ⅱ型簾線動態(tài)粘合試驗機，北京萬匯一方科技發(fā)展有限公司產(chǎn)品；AI-3000型拉力試驗機，中國臺灣高鐵檢測儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

將浸膠簾線與膠料硫化后制成16 mm×6.4 mm×6.4 mm的試樣，室溫下使用LDN-Ⅱ型簾線動態(tài)粘合試驗機進行動態(tài)粘合性能測試。試驗時試樣以一定的振幅和頻率沿簾線延伸方向做往復(fù)運動，模擬簾線在輪胎中的使用環(huán)境，在簾線與膠料界面間產(chǎn)生持續(xù)的動態(tài)剪切，通過重復(fù)變形，使得簾線與膠料界面的粘合力逐步下降。國產(chǎn)LDN-Ⅱ型簾線動態(tài)粘合試驗機結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 國產(chǎn)LDN-Ⅱ型簾線動態(tài)粘合試驗機結(jié)構(gòu)

采用試樣重復(fù)剪切變形達到設(shè)定值所需要的疲勞次數(shù)來表征頻率對簾線與膠料動態(tài)粘合性能的影響。使用拉力試驗機測試試樣運動一定時間后簾線與膠料間的粘合力，通過動態(tài)疲勞后的粘合力保持率來表征溫度對簾線與膠料動態(tài)粘合性能的影響。

2 結(jié)果與討論

2.1 頻率對簾線與膠料動態(tài)粘合性能的影響

不同頻率下，試樣重復(fù)剪切變形達到設(shè)定值時的動態(tài)疲勞次數(shù)如表1所示，動態(tài)疲勞次數(shù)平均值如圖2所示，變異系數(shù)如圖3所示。

表1 試樣重復(fù)剪切變形達到設(shè)定值時的動態(tài)疲勞次數(shù)

從圖2可以看出，室溫下，隨著頻率的增大，試樣重復(fù)剪切變形達到設(shè)定值時的動態(tài)疲勞次數(shù)平均值增大，說明簾線與膠料的動態(tài)粘合性能提高。從圖3可以看出，室溫下，隨著頻率的增大，動態(tài)疲勞次數(shù)變異系數(shù)總體呈減小趨勢，說明不同測試工位動態(tài)疲勞次數(shù)的數(shù)據(jù)離散性降低，動態(tài)疲勞次數(shù)測試數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定。

圖2 動態(tài)疲勞次數(shù)平均值

圖3 動態(tài)疲勞次數(shù)變異系數(shù)

2.2 溫度對簾線與膠料動態(tài)粘合性能的影響

在不同溫度下將C廠家試樣以30 Hz的頻率動態(tài)疲勞15 min后，測試其粘合力，并與未進行動態(tài)粘合試驗的試樣進行對比，結(jié)果如表2所示。

表2 溫度對簾線與膠料動態(tài)粘合性能的影響

從表2可以看出，試驗溫度為80 ℃時，簾線與膠料的動態(tài)粘合力保持率最大。

3 結(jié)論

本研究通過對浸膠簾線與膠料粘合試樣進行動態(tài)粘合試驗，模擬簾線在輪胎行駛過程中的真實狀態(tài)，在簾線與膠料的界面間不斷產(chǎn)生動態(tài)剪切力，并以兩種不同的表征方法判斷動態(tài)粘合后的失效模式，以此判斷簾線與膠料的動態(tài)粘合性能。

試驗結(jié)果表明，在室溫條件下，隨著頻率的增大，簾線與膠料的動態(tài)粘合性能提高，當頻率達到30 Hz時，試樣的動態(tài)疲勞次數(shù)平均值達1×105以上，且不同工位數(shù)據(jù)的變異系數(shù)也最小，即不同工位的浸膠簾線與膠料的動態(tài)粘合性能趨于穩(wěn)定。在不同試驗溫度下，以30 Hz的頻率持續(xù)往復(fù)運動15 min，當溫度為80 ℃時，簾線與膠料的動態(tài)粘合力保持率最大。