劉 勇，茍增亮，李 明，李光亭，宋傳玉，岳云利

（山東萬達寶通輪胎有限公司，山東 東營 257000）

據(jù)不完全統(tǒng)計，高速公路上42%的意外交通事故是由爆胎造成的。在車輛高速行駛過程中發(fā)生爆胎時，駕駛員無法及時做出反應是爆胎演變成交通事故的根本原因[1]。尤其是載重汽車，由于質量和慣性較大，出現(xiàn)爆胎后駕駛員很難做出有效反應。因此，防止輪胎在高速行駛過程中爆破，提高行車安全性成為輪胎設計人員關注的重點[2-4]?？蛻羝惹行枰哂信鲇|到小型尖銳物時不爆破和碰觸到大型尖銳物時可延緩爆破的輪胎。

我公司針對載重汽車的這一需求進行研究發(fā)現(xiàn)，在輪胎胎里噴涂自修復材料能較好地解決這一問題。自修復材料是模擬生物體對自身微裂紋進行自修復的特征，當外界因素導致材料損傷后，材料可以進行自主修復和愈合，從而使其應用性能不受或僅受極小影響[5-7]。

自修復高分子材料一般分為外援型和本征型兩種[8]。通過性能對比及使用環(huán)境分析，本課題選取本征型分子間相互作用力型自修復高分子材料。該材料在室溫條件下即可迅速完成自修復，短時間內力學性能可恢復至初始狀態(tài)，且修復行為可逆性高，多次修復后依然有較高的修復效率。

為了驗證我公司研制的自修復材料（SSR膠料）在載重子午線輪胎中的應用效果，選取公司市場暢銷產(chǎn)品進行實地驗證。

1 實驗

1.1 試驗輪胎

100條經(jīng)檢驗合格的BOTO 12R22.5 BT218 16PR輪胎。

1.2 操作方法

首先清理輪胎胎里殘余硫化隔離材料，然后在熱噴涂設備上向胎里噴涂溫度為200～240 ℃的SSR膠料，依靠熱噴涂設備導軌旋轉產(chǎn)生的離心力在輪胎冠部胎里均勻噴涂SSR膠料3～8 mm。噴涂過程中對輪胎外部進行降溫處理，當輪胎內部噴涂的SSR膠料表面溫度降低至60～80 ℃時從熱噴涂設備取下輪胎進行自然冷卻（見圖1）。

圖1 噴涂SSR膠料的輪胎胎里

1.3 性能測試

（1）動平衡性能。噴涂SSR膠料的輪胎在室溫下冷卻24 h后按我公司內控標準進行動平衡性能測試，并與未噴涂SSR膠料的輪胎進行對比。

（2）充氣壓力保持率。分別在駛過無螺紋鋼釘板、螺紋鋼釘和三角形刀板的情況下，進行噴涂SSR膠料輪胎的充氣壓力保持率測試。

2 結果與討論

2.1 動平衡性能

輪胎動平衡性能測試結果表明，100條噴涂SSR膠料的輪胎中有83條輪胎的動平衡性能優(yōu)于未噴涂SSR膠料的輪胎，17條輪胎的動平衡性能與未噴涂SSR膠料的輪胎相當。

2.2 充氣壓力保持率

實地試驗以多款牽引車頭拖掛標載載荷30 t罐體車（均為東營滿載出發(fā)、以高速公路為主運輸路徑的成品油車輛）進行相關測試。試驗輪胎的具體情況見表1。

表1 試驗輪胎情況

試驗輪胎駛過無螺紋鋼釘板（見圖2）后充氣壓力保持率見表2。

圖2 無螺紋鋼釘板測試

表2 駛過無螺紋鋼釘板后試驗輪胎充氣壓力保持率

由表2可見，駛過無螺紋鋼釘板后試驗輪胎充氣壓力保持率在99.4%以上，密封性良好。

試驗輪胎駛過螺紋鋼釘測試（見圖3）后充氣壓力保持率見表3。

圖3 螺紋鋼釘測試

表3 駛過螺紋鋼釘后試驗輪胎充氣壓力保持率

由表3可見，駛過螺紋鋼釘后試驗輪胎充氣壓力保持率也在99.4%以上。

試驗輪胎（7#輪胎）低速駛過厚度為5 mm、高度為100 mm、底邊長為80 mm的等腰三角形刀板（見圖4）后充氣壓力從測試前的1 050 kPa降至800 kPa，鋼絲帶束層徑向切斷92 mm，SSR膠料從切口處溢出（見圖5）。試驗結果表明噴涂SSR膠料的輪胎經(jīng)過大型尖銳物時仍可保持一定的充氣壓力，延緩爆破。

圖4 測試用刀板

圖5 刀板切割后的試驗輪胎

3 結論

胎里噴涂自修復材料SSR膠料的輪胎能夠滿足碰觸到小型尖銳物時不爆破、碰觸到大型尖銳物時延緩爆破的要求。

持續(xù)跟蹤試驗輪胎12個月，共檢測8次，6輛車平均行駛150 000 km，未出現(xiàn)缺氣情況。一年四季不同溫度下的使用驗證了SSR膠料選取的玻璃化溫度（－40 ℃）及軟化點溫度（150 ℃）是合適的。