國產(chǎn)稀土異戊橡膠的微觀結(jié)構(gòu)、基本性能及其在輪胎胎面膠的應用研究.pdf

1、異戊橡膠是替代天然橡膠最好的一種合成橡膠。隨著我國橡膠需求量的不斷擴大和天然橡膠價格的不斷高漲，加之國內(nèi)碳五資源日益豐富，為異戊橡膠產(chǎn)業(yè)化提供了充分的條件。國內(nèi)企業(yè)采用稀土催化劑生產(chǎn)異戊橡膠，進口異戊橡膠則基本采用鈦系催化劑生產(chǎn)，本文對國產(chǎn)異戊橡膠性能進行了應用研究，為國產(chǎn)稀土異戊橡膠的工業(yè)化應用和推廣使用提供數(shù)據(jù)和參考。主要工作如下:
　　 1、通過凝膠色譜儀、差示掃描量熱儀和紅外光譜對馬來西亞20＃標準橡膠(SMR20)、青

2、島伊科思新材料股份有限公司異戊橡膠(IR70)和俄羅斯異戊橡膠(SKI-3)進行分析研究，發(fā)現(xiàn)與SMR20相比，IR70和SKI-3的數(shù)均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)均小。在氮氣氣氛下，兩種異戊橡膠的耐熱性能優(yōu)于天然橡膠。兩種異戊橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于天然橡膠。在紅外譜圖上，SMR20在1538cm-1處附近會出現(xiàn)一個弱的蛋白質(zhì)吸收譜帶，IR70和SKI-3均沒有此吸收峰，此峰是區(qū)別天然橡膠和合成異戊二

3、烯橡膠的關(guān)鍵。
　　 2、采用ASTMD3403-異戊二烯橡膠(IR)的評價方法對國產(chǎn)異戊橡膠的基本性能進行檢測，結(jié)果表明，在IR70與SMR20的并用膠中，隨著IR70用量的增加，膠料的正硫化時間(T90)延長，焦燒時間延長，加工性能變差，炭黑分散性不變。硫化膠的邵爾A型硬度、300％定伸應力、回彈性和撕裂性能逐漸下降，當IR/NR并用比大于50/50時，膠料性能下降速度明顯;而在添加IR后，膠料的壓縮生熱性能和耐屈撓性能變好

4、。綜合各種性能和節(jié)約成本考慮，NR/IR并用比為50/50時，具有實際的應用前景。
　　 3、在全鋼載重胎胎面膠進行試驗，結(jié)果表明，采用密煉機加工膠料，隨著IR用量的增加，密煉機能耗逐漸降低，當IR/NR并用比為100/0時，混煉能耗能降低13％,并且排膠溫度也隨之降低，為工廠節(jié)能減排帶來顯著效果，也保證膠料混煉過程的安全性。隨著IR用量的增加，膠料的加工性能變差，加工安全性能變好，膠料的口型膨脹相近，混煉膠的T90逐漸延長，當

5、IR/NR并用比為100/0時，混煉膠T90延長了約63％，當提高促進劑用量時（增加20％），混煉膠的正硫化時間縮短，接近純天然橡膠配方正硫化時間。隨著IR用量的增加，膠料的硬度降低、拉伸強度降低、300％定伸應力降低降低、扯斷伸長率上升，當純IR胎面配方中增加20％促進劑用量后，膠料硬度上升、300定伸應力上升、扯斷伸長率降低，其性能接近天然橡膠配方性能。隨著IR用量的增加，回彈性和磨耗性能與NR配方相差不大，但撕裂強度和耐切割性能降

6、低，IR與NR相比，耐切割性能下降37％，加入更多量促進劑后，耐切割性能下降49％。但其他物理機械性能，如壓縮生熱、曲撓龜裂和滾動阻力性能都變好。通過硫化膠動態(tài)力學分析(DMA)預測輪胎使用性能可知，在干牽引性能方面，NR配方性能略好于IR配方。但滾動阻力性能IR配方好于NR配方。其他動態(tài)力學性能相當。經(jīng)過熱空氣老化后NR比IR配方胎面膠性能更好。
　　 綜上所述，輪胎生產(chǎn)企業(yè)在使用青島伊科思新材料股份有限公司IR70產(chǎn)品時，建