载重轮胎的综合性能和可持续发展

Combining performance and sustainability

载重轮胎之类的充气轮胎使用条件比较苛刻,为了提高耐磨性,其胎面胶配方中的弹性体材料主要以天然橡胶为主,并配合少量的聚丁二烯橡胶。此外,用沉淀法白炭黑替代部分炭黑已经成为轮胎行业的通行做法,目的是实现诸如滚动阻力、湿路面抓着力和耐磨耗性等各项性能的综合平衡。为了优化复杂的胎面胶配方,可以选择配合玻璃化温度(Tg)较低的丁苯橡胶(SBR)。通过溶液聚合或乳液聚合方法合成的SBR,通常在其分子链中带有能够促进填料-聚合物相互作用的官能团。本文针对使用条件中等苛刻的载重轮胎胎面胶配方开展研究,通过适当减少天然橡胶(NR)用量,采用炭黑/白炭黑双组分补强填充材料,选用多种牌号的溶液聚合丁苯橡胶(S-SBR)进行试验和性能对比,S-SBR分别是采用间歇聚合和连续聚合两种合成技术,以及官能化改性和非改性的产品。本文研究的关键目标特性包括低滞后性能(降低滚动阻力,减少生热)、良好的加工性能和耐磨耗性能(撕裂强度和磨耗性能)。在本研究工作中,除了通过选择聚合物并用体系优化性能以外,还应用了一种生物基增塑剂替代石油基环烷烃橡胶加工油,研究其对胎面胶性能的影响。该生物基增塑剂是一种环保型橡胶加工油,采用高度可持续性的生物提炼方法生产制备,在配方中应用不仅可以减少对环境的污染,还能够对某些性能起到增强的作用。这种新型增塑剂为载重系列环保轮胎的开发提供了广阔前景。