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。

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。

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。

反式异戊橡胶合金改性溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶轿车胎面胶

研究了反式异戊橡胶合金(TPIR)的结晶性能、加工性能和力学性能及在轿车胎面胶溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶(SSBR/BR)中的应用.研究结果表明,与无定形SSBR和BR相比,TPIR生胶具有常温可结晶性,因此TPIR具有较高的格林强度.毛细管挤出行为研究结果表明,TPIR具有优异的挤出性能,挤出物外观光滑,挤出涨大比小.与SSBR/BR混炼胶相比,用TPIR改性后的SSBR/BR/TPIR混炼胶的格林强度与100%定伸应力随TPIR含量的增加而提高.经150℃硫化反应后制备的SSBR/BR/TPIR硫化胶物理机械性能优异:不仅耐湿滑性能、耐磨耗性能及压缩强度较对比胶提高,其伸张疲劳性能较对比胶提高4倍以上.透射电子显微镜(TEM)及填料分散仪表征结果表明,与SSBR/BR硫化胶相比,SSBR/BR/TPIR硫化胶的填料聚集体平均尺寸降低2μm,填料分散性显著改善.表明TPIR是一种应用于高性能轿车胎面胶的理想胶料.

高耐疲劳轿车轮胎胎侧胶的配方设计与性能研究

研究反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)的结晶性能、加工性能以及NR/BR/TBIR并用胶在轿车轮胎胎侧胶中的应用。结果表明:相比反式-1,4-聚异戊二烯(TPI),TBIR的结晶性能微弱、玻璃化温度更低;相比天然橡胶(NR)和顺丁橡胶(BR),TBIR具有优异的加工性能;相比NR,BR和TPI,TBIR的耐老化性能优异;相比NR/BR和NR/BR/TPI并用胶,NR/BR/TBIR(并用比为45/35/20)并用胶的物理性能优异,生热降低,耐裂口扩展性能显著提高。TBIR作为一种新型合成橡胶材料可应用于高耐疲劳轿车轮胎。

反式-1,4-聚异戊二烯釜内合金在轿车轮胎子口护胶中的应用

研究了反式-1,4-聚异戊二烯釜内合金(反式异戊橡胶合金,TPIR)在轿车子午线轮胎子口护胶中的应用。结果表明,用TPIR部分替代顺丁橡胶(BR),随其用量增加,天然橡胶(NR)/BR/TPIR并用混炼胶的结晶度、硬度和格林强度增大,硫化速率加快。动态力学分析结果表明NR与TPIR具有良好的相容性;透射电子显微镜观察结果表明,添加TPIR后炭黑在三元并用硫化胶中的分散性提高。与NR/BR并用硫化胶相比,TPIR用量为10~20份(质量)时,NR/BR/TPIR三元并用硫化胶的耐裂口引发和耐裂口增长性能均明显提高,压缩温升明显下降,耐磨和耐老化性能明显提高。TPIR是一种可应用于高性能轿车轮胎子口护胶的理想胶料。

天然橡胶/高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶并用胶的性能研究

研究天然橡胶(NR)/高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)并用胶的性能。结果表明:NR/TBIR并用胶的加工安全性能较好,物理性能保持较高水平,回弹性能改善,耐疲劳性能显著提高;TBIR与NR具有良好的相容性,NR/TBIR并用胶滞后损失和滚动阻力降低,耐低温性能提高;与NR/TBIR-40并用胶相比,NR/TBIR-20并用胶的物理性能和耐疲劳性能较好。NR/TBIR并用胶在轮胎胎面胶、胎侧胶、胎肩胶、上三角胶和减震、耐低温制品中应用前景广阔。

反式异戊橡胶釜内合金在轿车轮胎带束层中的应用

研究了反式异戊橡胶釜内合金(TPIR)的生胶结晶性能、力学性能和加工性能,及其在轿车轮胎带束层中的应用。实验结果表明,TPIR的玻璃化转变温度、结晶熔融焓、生胶强度和硬度均低于反式异戊橡胶。丁二烯单体单元的含量分别为4.8%(x)和10.5%(x)的TPIR-05和TPIR-10在宽应变、宽频率和宽温度范围内均具有良好的加工性能。相比天然橡胶(NR)硫化胶,TPIR硫化胶具有更好的撕裂强度、定伸应力、硬度和耐老化性能,TPIR-05硫化胶具有很好的钢丝黏合性能。将10~30份TPIR取代NR应用于轮胎带束层胶料,NR/TPIR并用硫化胶同时兼备优异的拉伸强度、定伸应力、硬度、撕裂强度、钢丝黏合性能及耐老化性能。NR与TPIR相容性较好,NR/TPIR并用硫化胶的滚动阻力较低。炭黑在NR和NR/TPIR并用硫化胶中均具有良好的分散性。含TPIR的轮胎带束层胶料具有更优异的综合性能。

白炭黑补强天然橡胶/高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶并用胶性能的研究

以天然橡胶(NR)/高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)并用胶为对比,研究白炭黑补强NR/TBIR并用胶的性能。结果表明:NR/TBIR混炼胶和白炭黑补强NR/TBIR混炼胶的强度分别较NR混炼胶和白炭黑补强NR混炼胶提高;随着TBIR用量增大,NR/TBIR硫化胶和白炭黑补强NR/TBIR硫化胶的压缩永久变形和DIN磨耗量分别较NR硫化胶和白炭黑补强NR硫化胶减小,耐屈挠疲劳性能和耐伸张疲劳性能大幅提高,静摩擦因数和动摩擦因数增大;白炭黑补强NR/TBIR硫化胶较白炭黑补强NR硫化胶的白炭黑聚集体平均粒径减小,白炭黑在橡胶基体中的分散性改善。

反式丁戊橡胶改性航空轮胎侧胶的结构与性能

采用反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(简称反式丁戊橡胶,TBIR)改性航空轮胎侧胶[天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)(质量比80/20)],研究了NR/BR/TBIR混炼胶的结晶行为、力学性能、硫化特性及硫化胶的物理机械性能、动态力学性能和填料分散性.结果表明,相比NR/BR并用胶,结晶性TBIR的并用赋予NR/BR/TBIR混炼胶较高的格林强度和杨氏模量.NR/BR/TBIR混炼胶工艺正硫化时间延长,交联密度提高.TBIR用量范围内,NR/BR/TBIR硫化胶300%定伸应力提高7%,耐屈挠疲劳性能提高35%~50%,滚动阻力降低.m(NR)/m(BR)/m(TBIR)为80/10/10硫化胶具有更好的综合力学性能及耐热氧老化性能.随着硫化时间的延长,NR/BR/TBIR(80/10/10)硫化胶较NR/BR(80/20)硫化胶100%定伸应力提高18%以上,NR/BR体系的耐屈挠疲劳性降低近60%,而NR/BR/TBIR(80/10/10)体系仍能保持原来的50%;反映滚动阻力的60℃损耗因子降低8%~14%,反映抗湿滑性的0℃损耗因子保持不变.填料分散度得到改善,填料聚集体尺寸降低.NR/BR/TBIR(80/10/10)硫化胶具有更好的耐长时间硫化的特性.

高性能卡车轮胎胎面胶的配方及性能

卡车轮胎胎面胶常采用天然橡胶(NR)作为橡胶基体材料,为进一步降低卡车轮胎胎面胶的滚动阻力、提高耐磨耗性能和动态疲劳性能,研究了新一代反式橡胶—高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)在卡车轮胎胎面胶中的应用。研究表明,采用10~20份TBIR与NR并用,NR/TBIR混炼胶格林强度及100%定伸应力较NR混炼胶均显著提高。与NR硫化胶相比,NR/TBIR硫化胶拉伸性能和耐湿滑性能保持不变,撕裂强度和弹性略有提高,压缩生热降低,耐屈挠疲劳性能提高约1~2倍,滚动阻力降低10%,DIN耐磨耗性能提高18%~25%,阿克隆耐磨耗性能提高17%~25%。体视显微镜和扫描电镜(SEM)均表明,NR硫化胶磨耗表面粗糙、磨削尺寸较大;而NR/TBIR硫化胶表面比较光滑、磨削尺寸较小。因此,TBIR与NR并用可制备高性能(节油、安全、长服役时间)卡车轮胎胎面胶。

TBIR改性BIIR/NR共混物的结构与性能

研究了新型合成橡胶——高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)对全钢轮胎气密层并用橡胶——溴化丁基橡胶(BIIR)/天然橡胶(NR)(质量比70/30)的改性作用,探讨了BIIR/NR/TBIR共混物的交联密度、填料分散性及力学性能,特别是并用硫化胶的气密性及屈挠疲劳性能等.结果表明,与无定型的BIIR和NR相比,结晶性TBIR的引入提高了炭黑填充的BIIR/NR/TBIR混炼胶的强度和模量,且随着TBIR用量的增大,混炼胶中TBIR的结晶熔融峰更明显,混炼胶的强度与模量显著提高.硫化特性结果表明,随着TBIR用量的增大,BIIR/NR/TBIR共混物的硫化速率略有提高,交联密度略有降低;TBIR用量为10~30份(生胶总质量的10%~30%)时,BIIR/NR/TBIR硫化胶在机械性能基本保持不变的情况下,耐热氧老化性能提高10%以上,耐一级屈挠疲劳性能提升2~5倍,气密性提高17%.炭黑分散结果表明,经过动态疲劳实验BIIR/NR硫化胶中炭黑聚集体的平均粒径增大至11.5μm,明显大于BIIR/NR/TBIR硫化胶中炭黑聚集体的平均粒径.对含TBIR硫化胶在周期性应力应变过程中的结构演变及对耐疲劳裂纹引发性能的影响机制进行了探讨,结果表明,TBIR可改性BIIR或者BIIR/NR制备高抗裂口引发的全钢轮胎气密层材料.

反式-/顺式-1,4-聚异戊二烯共混体系的结晶动力学

采用差示扫描量热(DSC)法对反式-/顺式-1,4-聚异戊二烯共混体系的等温及非等温结晶动力学进行了研究,分别采用Avrami方程和莫志深法对其动力学参数进行了解析.研究结果表明,在反式-/顺式-1,4-聚异戊二烯共混体系的等温及非等温结晶过程中,顺式-1,4-聚异戊二烯(CPI)组分的存在会降低反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)组分的结晶速率;在等温结晶过程中,CPI组分会提高TPI组分自身的结晶度;而非等温结晶过程中,CPI则提高了共混物中β晶型的相对含量.

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。

反式丁戊橡胶的特性及其在动态橡胶制品中的应用研究进展

介绍反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(简称反式丁戊橡胶,TBIR)的特性及其在动态橡胶制品中的应用研究进展。TBIR由丁二烯和异戊二烯两种结构单元组成,具有高反式-1,4-结构,分子链柔顺,玻璃化温度低,可以改善天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶等通用橡胶并用胶的相容性和共硫化特性及其填料分散性。含TBIR的胶料耐疲劳性能和耐磨性能优异、滚动阻力和生热低。TBIR在高性能绿色轮胎、减震制品、输送带、传动带、橡胶履带及健身弹力带等领域具有广阔的应用前景。

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。