硫化温度对天然橡胶/顺丁橡胶/反式丁戊橡胶并用胶性能的影响

研究硫化温度对天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)/反式丁戊橡胶(TBIR)并用胶(并用比35/45/20)性能的影响,并与NR/BR并用胶(并用比为45/55)进行对比。结果表明:随着硫化温度由140℃升至180℃,NR/BR和NR/BR/TBIR胶料的硫化曲线平坦性变差,t_(10)和t_(90)明显缩短,交联密度降低;NR/BR和NR/BR/TBIR硫化胶的硬度和定伸应力降低,拉断伸长率提高,撕裂强度变化不大,回弹值略有减小,压缩温升略有升高;在较宽的硫化温度范围内,TBIR可明显改善NR/BR并用胶的相容性和耐疲劳性能。

1-丁烯共聚弹性体的微观结构表征

采用红外光谱仪、差示量热扫描仪、偏光显微镜等对负载钛催化体系合成的1-丁烯/1-己烯共聚物进行了微观结构表征。结果表明,共聚样的组成由投料比决定且随反应时间变化不大,1-己烯结构单元的引入可以有效的打破聚合物中1-丁烯单元链节的结晶性,其结晶度随着1-己烯含量的增加逐渐降低。偏光显微镜照片显示随1-己烯含量增加,共聚物的球晶逐渐变小,且最终消失。

硫化条件对天然橡胶/反式丁戊橡胶并用胶应用性能的影响

研究了硫化温度和硫化时间对天然橡胶(NR)和NR/反式丁戊橡胶(TBIR)并用胶应用性能的影响。结果表明,在相同的硫化温度下,NR与NR/TBIR并用胶的焦烧时间、工艺正硫化时间和交联密度几乎一致。对比140℃、150℃和160℃硫化温度下NR和NR/TBIR硫化胶的性能,NR/TBIR并用胶在160℃下硫化时磨耗性能和滚动阻力优势最大,150℃硫化时疲劳性能优势最大。对比160℃下的硫化时间,发现其变化不会明显影响TBIR在NR体系中的磨耗性能、滚动阻力和疲劳性能优势的发挥。

天然橡胶/丁苯橡胶/反式丁戊橡胶并用胶的性能研究

研究反式丁戊橡胶(TBIR)对天然橡胶(NR)/丁苯橡胶(SBR)并用胶性能的影响。结果表明:用15份TBIR替代NR,NR/SBR/TBIR并用胶的NR与SBR相容性改善,拉伸强度和定伸应力略有降低,耐磨性能、耐压缩疲劳性能和耐屈挠疲劳性能提高;用15份TBIR替代SBR,NR/SBR/TBIR并用胶的NR与SBR相容性明显改善,拉伸性能变化不大,耐磨性能、耐压缩疲劳性能和耐屈挠疲劳性能提高;用15份TBIR替代NR/SBR并用胶,NR/SBR/TBIR并用胶的大部分性能介于TBIR单独替代NR与SBR并用胶的性能之间,抗湿滑性能提高,滚动阻力降低;在NR/SBR并用胶中直接加入6份TBIR,NR/SBR/TBIR并用胶的NR与SBR相容性改善,耐磨性能、耐压缩疲劳性能和耐屈挠疲劳性能提高,抗湿滑性能和滚动阻力降低。

高模量天然橡胶/顺丁橡胶/反式丁戊橡胶并用胶的配方设计与性能

研究了反式丁戊橡胶(TBIR)和低门尼黏度反式丁戊橡胶(LTBIR)改性炭黑增强高模量天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)并用胶的结构与性能。结果表明,采用TBIR和LTBIR都可以明显改善NR与BR的相容性;相比NR/BR并用胶,同时采用TBIR和LTBIR改性并减少4份(质量)炭黑使用量的高模量NR/BR并用胶的力学性能和回弹性能得到改善,磨耗体积降低13%,压缩生热降低10%,滚动阻力降低20%,1级屈挠疲劳寿命提高约1.6倍,6级屈挠疲劳寿命提高约1.1倍。

不同单体质量比合成TBIR的结构与性能

研究了不同单体比例反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)的结构及性能。结果表明,采用溶液聚合方法合成TBIR,在控制转化率保持一致的条件下,随着丁二烯/异戊二烯(Bd/Ip)单体质量比增加,其聚合催化效率逐渐增大;Bd和Ip结构单元均以反式-1,4-结构(>95%)为主,产物中Ip反式-1,4结构含量略有降低,Ip链段长度减小,Bd反式-1,4含量逐渐增加;随着Bd单体质量增加,玻璃化转变温度降低,结晶能力逐渐下降,TBIR为具有一定结晶性的无规共聚物;数均相对分子质量逐渐增加,相对分子质量分布变宽。当Bd/Ip单体质量比为10/100时,与纯天然橡胶(NR)相比,10份TBIR替代NR,硫化胶耐磨耗性能提高了11%;Bd/Ip单体质量比为2/100时,Ip反式-1,4结构摩尔分数最高达到96%以上,1,4-反式聚异戊二烯(TPI)链段较长,10份TBIR替代NR,硫化胶具有优异的物理机械性能,耐屈挠疲劳寿命提高了81%。

山东省轮胎行业2022年经济运行情况及产业布局发展目标简析

2022年受国内疫情反复以及俄乌冲突境外贸易摩擦等因素影响,轮胎行业经济运行下行压力持续增大,国内市场萎缩、行业效益大幅下滑、工厂库存上升、开工率延续走低。在“十三五”期间,山东省轮胎行业加快了淘汰落后产能步伐,助推产业转型升级、高质量发展。轮胎企业以市场需求为导向进行产品开发设计,不断提升企业核心竞争力,积极推动互联网、大数据、人工智能与产业深度融合,加速行业数字化转型,不断赋能行业发展。行业内企业走出去战略稳步推进,轮胎企业由产品出口为主逐步向技术、资本、服务运营一体化输出转变,推动产业链上下游协同发展。山东省轮胎企业近年来也在持续提升企业品牌影响力,推动新旧动能转换,行业发展实现了量与质的双提升,为行业“十四五”稳定发展奠定了良好基础。十四五期间《山东省“十四五”制造强省建设规划》(以下简称《强省规划》)印发,对山东省轮胎相关产业链进行了整体布局。

聚1-丁烯釜内合金的微观结构及其对性能的影响

对采用TiCl_4/MgCl_2-A1Et3体系制备的聚1-丁烯釜内合金的微观结构进行了表征,通过核磁共振碳谱结果计算出聚1-丁烯釜内合金中丙烯结构单元的含量。差示扫描热仪(DSC)分析表明,丙烯结构单元增加可使聚1-丁烯釜内合金从熔体中冷却结晶时,直接生成热力学稳定的晶型I,其结晶度也随之增加。力学性能测试结果表明,聚1-丁烯釜内合金的拉伸强度和弯曲模量均随丙烯结构单元含量的增加而升高。

反式异戊橡胶釜内合金的分级与表征

采用等温结晶分级的方法对由负载钛型Ziegler-Natta催化剂在中试装置中催化合成的具有不同丁二烯单体单元含量的反式异戊橡胶釜内合金(TPIR-05,TPIR-10)进行有效分级,并通过13C NMR,GPC,DSC,XRD等方法表征了主要级份的微观结构、丁二烯单元含量(F_(Bd))、分子量(Mw)及其分布(M_w/M_n)、热行为及晶型等.结果表明反式异戊橡胶合金由7种级份(A^G)组成,级份C,D,G为合金TPIR-05的主要级份,级份A^D,G为合金TPIR-10的主要级份. A级份是具有高丁二烯含量(F_(Bd)=22. 4%,摩尔分数)的TPI/TPB多嵌段梯度共聚物; B和D级份是具有低丁二烯含量(FBd=2. 7%~6. 5%)的以长TPI链段为主的多嵌段共聚物; C级份为反式-1,4聚异戊二烯; G级份是一种高丁二烯单元含量(F_(Bd)=15. 6%~20. 4%)的无规共聚物并含有微弱的结晶性.基于上述链结构分析,提出了各级份可能的分子链结构模型.

高性能载重子午线轮胎天然橡胶/反式丁戊橡胶胎面胶的配方优化

研究高性能载重子午线轮胎天然橡胶(NR)/反式丁戊橡胶(TBIR)(并用比90/10)胎面胶的配方优化。结果表明:相比炭黑补强NR/TBIR并用胶,炭黑/白炭黑(并用比40/15)补强NR/TBIR并用胶的硬度、定伸应力、拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能略有降低,抗湿滑性能保持不变,滚动阻力降低20%,压缩温升下降17%;在该配方基础上增大10%的促进剂和硫黄用量,得到优化配方。相比炭黑补强NR胎面胶,优化配方NR/TBIR胎面胶具有优异的力学性能和动态性能,在拉伸强度和抗湿滑性能基本不变的前提下,滚动阻力降低26%,压缩温升下降20%,耐磨性能提高5%。本优化配方适用于低滚动阻力高性能载重子午线轮胎胎面胶。

反式聚辛烯橡胶改性天然橡胶/顺丁橡胶共混胶的性能

研究了反式聚辛烯橡胶(TOR)改性天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)(二者质量比80/20)共混胶的性能。结果表明,采用5~15份(质量,下同)TOR改性NR/BR混炼胶的门尼黏度逐渐降低、Payne效应基本不变,共混胶的焦烧时间和工艺正硫化时间延长、硫化速率减慢。相比NR/BR硫化胶,NR/BR/TOR硫化胶的拉伸强度、扯断伸长率和撕裂强度明显减小,回弹性能提高,100%定伸应力、硬度和滚动阻力略有增大,压缩生热有所升高,耐磨和耐疲劳裂纹引发性能得到改善。用TOR改性NR/BR共混胶时的最佳用量为5份。

不同硫化体系对反式丁戊橡胶性能的影响

研究了普通硫化(CV)体系、半有效硫化(SEV)体系、有效硫化(EV)体系、过氧化二异丙苯(DCP)硫化体系、DCP/硫黄(DCP/S)复配硫化体系对反式丁戊橡胶性能的影响。结果表明,CV体系、SEV体系和EV体系的硫化速率相差不大,DCP硫化体系的硫化速率和交联程度最低,而DCP/S复配硫化体系的硫化速率有所提高,转矩明显增加。仅使用DCP硫化体系的硫化胶的交联程度最低、结晶程度最高,低温时因存在结晶现象损耗因子(tanδ)最小,而当结晶熔融后,tanδ最大,使用CV体系、SEV体系和DCP/S硫化体系的硫化胶的tanδ相对较小,使用EV体系硫化的tanδ居中。各硫化胶的拉伸强度、100%和300%定伸应力按照从大到小的顺序均为:DCP硫化体系、EV体系、DCP/S硫化体系、SEV体系和CV体系;硫化胶的耐磨性能按照从优到劣的顺序依次为:EV体系、DCP硫化体系、SEV体系、CV体系和DCP/S硫化体系;不同硫化体系硫化胶的结晶程度关系为:DCP硫化体系大于EV体系,DCP/S硫化体系的较小,而SEV体系和CV体系的则不结晶。

交联密度和交联键分布对NR/TBIR硫化胶应用性能的影响

通过在普通硫磺硫化体系(CV)、半有效硫磺硫化体系(SEV)和有效硫磺硫化体系(EV)中变化促进剂/硫磺用量调控硫化胶的交联密度和交联键分布,研究其对天然橡胶(NR)和NR/反式丁戊橡胶(TBIR)硫化胶应用性能的影响。结果表明,交联密度是影响硫化胶应用性能的关键,在CV、SEV和EV硫化体系中提高交联密度,NR和NR/TBIR硫化胶的硬度、定伸应力、耐磨耗性能逐渐提高,拉断伸长率、耐疲劳性能和滚动阻力逐渐降低。在同样的交联密度下调控交联键类型由多硫键向单硫键和双硫键转变,NR和NR/TBIR硫化胶的耐疲劳性能显著下降。在同样的交联密度和交联键分布下,NR/TBIR硫化胶相比NR硫化胶均具有更优异的耐磨耗性能和耐疲劳性能以及更低的滚动阻力,相比NR硫化胶,降低交联密度会使NR/TBIR硫化胶在耐磨耗性能上具有更大优势,降低交联密度、提高多硫键比例会使NR/TBIR硫化胶在耐疲劳性能上具有更大优势。

丁二烯结构单元的含量对反式丁戊橡胶性能的影响

研究了丁二烯结构单元的含量(0~24.3%(mol))对反式丁戊橡胶(TBIR)性能的影响。结果表明,随丁二烯结构单元含量的提高,TBIR大分子链的热稳定性改善;硫化过程焦烧时间和工艺正硫化时间略有延长,硫化速率降低,交联密度略提高;硫化胶结晶性能大幅度削弱直至消失。强结晶性赋予丁二烯含量为0%(mol)和8.5%(mol)的TBIR硫化胶呈现强而韧的拉伸行为,其拉伸强度和定伸应力较高,拉断伸长率较低;丁二烯含量为16.3%(mol)和24.3%(mol)的TBIR硫化胶呈现典型的硫化橡胶的拉伸行为,其拉伸强度和定伸应力较低,拉断伸长率较高。同时随丁二烯结构单元含量的提高,TBIR硫化胶的滚动阻力和压缩生热降低,耐湿滑性能、耐磨耗性能、回弹性能和耐老化性能改善。丁二烯结构单元含量的适量提高可显著改善反式丁戊橡胶的"魔鬼三角"性能。