輪胎胎面膠的耐切割性能研究.pdf

1、本文選用天然橡膠（NR）為胎面膠基體材料，研究了多種因素對(duì)輪胎胎面膠耐切割性能的影響，并且嘗試研究了兩種補(bǔ)強(qiáng)填料復(fù)配方案對(duì)胎面膠耐切割性能的影響。本文的研究工作主要有以下三個(gè)部分：一、使用未補(bǔ)強(qiáng)及N330炭黑補(bǔ)強(qiáng)的NR，研究炭黑含量對(duì)天然橡膠基胎面膠力學(xué)性能的影響，研究炭黑含量和缺口對(duì)天然橡膠基胎面膠裂紋萌生和擴(kuò)展的影響；二、使用纖維狀的凹凸棒土（AT），進(jìn)行球磨改性和通過硅烷（Si11-110）進(jìn)行表面改性，并與炭黑復(fù)配協(xié)同補(bǔ)強(qiáng)NR，

2、并研究該胎面膠的力學(xué)性能及耐切割性能。三、使用同為碳系材料的二維納米石墨和零維納米炭黑，研究它們對(duì)胎面膠的協(xié)同補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng)。
　　研究結(jié)果表明：炭黑單獨(dú)補(bǔ)強(qiáng)的天然橡膠基胎面膠隨著炭黑含量增加，其100％定伸、300%定伸和褲型、直角撕裂的強(qiáng)度提高，拉伸強(qiáng)度變化不大，斷裂伸長(zhǎng)率下降。且炭黑含量越高，Payne效應(yīng)越明顯，線性黏彈性范圍減少，應(yīng)變放大效應(yīng)的效果越明顯。未添加炭黑的天然橡膠缺口拉伸實(shí)驗(yàn)中，可能缺口導(dǎo)致在應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶之前裂紋就

3、已經(jīng)發(fā)生了擴(kuò)展，所以沒有“臺(tái)階”狀的撕裂斷口。隨著炭黑含量的增加，天然橡膠復(fù)合材料的應(yīng)變放大效應(yīng)增強(qiáng)，在較小的應(yīng)力就能夠發(fā)生應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶，阻礙了裂紋的擴(kuò)展，產(chǎn)生“臺(tái)階狀”斷口形貌。對(duì)于50份炭黑胎面膠中，缺口深度越大，裂紋尖端應(yīng)力增長(zhǎng)速度越快，橡膠分子鏈的取向時(shí)間越短，“臺(tái)階狀”級(jí)數(shù)減少。AT和CB協(xié)同補(bǔ)強(qiáng)胎面膠的力學(xué)性能要明顯的優(yōu)于CB單獨(dú)補(bǔ)強(qiáng)的胎面膠，尤其是球磨改性過的AT和CB協(xié)同補(bǔ)強(qiáng)胎面膠具有最好的力學(xué)性能。球磨改性過的AT和C

4、B協(xié)同補(bǔ)強(qiáng)胎面膠還可明顯提高胎面膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，能夠明顯的提高胎面膠的耐切割性能。隨著AT含量在復(fù)配補(bǔ)強(qiáng)胎面膠中的增加，在10份AT中出現(xiàn)了AT相互接觸的現(xiàn)象，所以AT和CB協(xié)同補(bǔ)強(qiáng)胎面膠的耐切割性能在AT為4份時(shí)(AT/CB=4/46)最好。炭黑和石墨補(bǔ)強(qiáng)的胎面膠具有明顯的協(xié)同效應(yīng)，在CB/G=10/30時(shí)，ML最小，球狀的納米炭黑夾雜在了片層狀的石墨中間，增加了石墨的分散性，石墨片的比表面積更大，吸附了更多的NR，鏈段平均