天然橡膠在輪胎中的研究與應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　項(xiàng)目名稱： 天然橡膠在輪胎中的研究與應(yīng)用</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要5</b></p><p><b>　　1 緒論6</b></p><p>　　1.1 天然橡膠簡(jiǎn)介6</p><

2、;p><b>　　1.2基本性能6</b></p><p>　　1.2.1化學(xué)特性6</p><p>　　1.2.2物理特性7</p><p><b>　　1.2.3彈性7</b></p><p>　　1.2.4耐介質(zhì)性7</p><p>　　1.2.5加工工

3、藝性能7</p><p><b>　　1.2.6強(qiáng)度7</b></p><p>　　1.2.7電性能8</p><p>　　1.3影響天然橡膠產(chǎn)量的因素8</p><p>　　1.3.1自然因素8</p><p>　　2.天然橡膠在輪胎中的應(yīng)用8</p><p>

4、;<b>　　2.1簡(jiǎn)介8</b></p><p><b>　　2.2胎面9</b></p><p>　　2.2.1胎面的主要作用9</p><p><b>　　2.3胎側(cè)10</b></p><p>　　2.3.1 胎側(cè)的主要作用10</p><

5、p><b>　　2.4帶束層10</b></p><p>　　2.4.1帶束層的主要作用11</p><p><b>　　2.5 胎體11</b></p><p>　　2.5.1胎體的主要作用11</p><p><b>　　2.6胎圈11</b></p&

6、gt;<p>　　3 橡膠輪胎的配方和工藝流程12</p><p>　　3.1耐高溫胎面膠12</p><p>　　3.1.2耐割口胎面膠12</p><p>　　3.2 耐臭氧老化胎側(cè)膠13</p><p>　　3.3生產(chǎn)流程14</p><p>　　3.3.1密煉工序14</p&g

7、t;<p>　　3.3.2膠部件準(zhǔn)備工序15</p><p>　　3.3.3成型工序17</p><p>　　3.3.4硫化工序18</p><p>　　3.3.5最終檢驗(yàn)工序18</p><p>　　3.3.6輪胎測(cè)試工序18</p><p>　　4 輪胎成品檢測(cè)和室內(nèi)試驗(yàn)及輪胎使用和保養(yǎng)

8、19</p><p>　　4.1 輪胎成品檢測(cè)19</p><p>　　4.1.1輪胎在線檢測(cè)19</p><p>　　4.1.2輪胎的外觀質(zhì)量檢查19</p><p>　　4.1.3輪胎的X光檢測(cè)19</p><p>　　4.1.4輪胎均勻性檢測(cè)19</p><p>　　4.2.輪胎

9、的室內(nèi)試驗(yàn)21</p><p>　　4.2.1輪胎的強(qiáng)制性安全檢驗(yàn)項(xiàng)目21</p><p>　　4.2.2輪胎其它項(xiàng)目的檢測(cè)22</p><p>　　4.3輪胎的使用和保養(yǎng)22</p><p>　　4.3.1輪胎使用的一般知識(shí)22</p><p>　　5杜仲橡膠、蒲公英橡膠的應(yīng)用23</p>

10、<p>　　5.1杜仲橡膠23</p><p>　　5.1.1　杜仲膠結(jié)構(gòu)及性能的研究24</p><p>　　5.1.2杜仲膠的開發(fā)應(yīng)用前景24</p><p>　　5.2蒲公英橡膠25</p><p>　　5.2.1蒲公英橡膠草特點(diǎn)25</p><p>　　5.2.2蒲公英橡膠草橡膠的提取26

11、</p><p>　　6.綠色輪胎研究26</p><p><b>　　6.1簡(jiǎn)介26</b></p><p>　　6.2綠色輪胎的特點(diǎn)27</p><p>　　6.2.1高環(huán)保27</p><p>　　6.2.2低消耗27</p><p>　　6.2.3超安全

12、27</p><p>　　6.3設(shè)計(jì)綠色輪胎的途徑27</p><p>　　6.4綠色輪胎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28</p><p>　　6.4.1胎體結(jié)構(gòu)子午線化28</p><p>　　6.4.2胎面28</p><p>　　6.5降低阻力方法29</p><p>　　6.5.1減小輪胎質(zhì)量

13、29</p><p>　　6.5.2減小材料能效（滯后損失)30</p><p>　　6.6綠色輪胎材料30</p><p>　　6.6.1環(huán)氧化天然橡膠30</p><p>　　6.6.2接枝天然橡膠30</p><p>　　7 天然橡膠在輪胎行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望31</p><p&

14、gt;　　7.1橡膠與輪胎行業(yè)的聯(lián)系31</p><p>　　7.1.1橡膠工業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)與商機(jī)31</p><p>　　7.1.2車市回暖刺激車用橡膠產(chǎn)品市場(chǎng)31</p><p>　　7.1.3車用輪胎產(chǎn)品拉動(dòng)橡膠市場(chǎng)的需求32</p><p>　　7.2橡膠在輪胎行業(yè)前景展望32</p><p>　　7.

15、2.1前景展望32</p><p><b>　　致謝33</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　橡膠在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)非常重要的地位，是一種戰(zhàn)略性的不可替換的物資，但從需求量和自然橡膠相宜

16、種植的范圍來看，天然橡膠將成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中凸起的瓶頸題目。 輪胎是供給車輛、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械行駛和飛機(jī)起落等用的圓環(huán)形彈性制品。它是車輛、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械和飛機(jī)等的主要配件，能吸收因路面不平產(chǎn)生的震動(dòng)和外來沖擊力，使得乘坐舒適。輪胎是橡膠工業(yè)中的主要制品，其消耗的橡膠量占橡膠總用量的50%-60%,是一種不可缺少的戰(zhàn)略物資。</p><p>　　本文綜述了天然橡膠的發(fā)展史和性能，簡(jiǎn)要介紹了天然橡膠

17、的分類和組成和天然橡膠在輪胎中半成品部件、臺(tái)面、胎側(cè)、氣密層、胎體、帶束層和胎圈的加工應(yīng)用和性能特點(diǎn)。對(duì)天然橡膠在輪胎中使用的性能檢測(cè)問題進(jìn)行了總結(jié).根據(jù)近幾年社會(huì)所倡導(dǎo)的安全環(huán)保的特點(diǎn)，輪胎的發(fā)展也更加趨向于綠色輪胎，安全環(huán)保輪胎。</p><p>　　關(guān)鍵詞：輪胎；天然橡膠；胎面、胎側(cè)；胎體；帶束層；胎圈；杜仲；蒲公英；綠色輪胎</p><p><b>　　1 緒論</

18、b></p><p>　　1.1 天然橡膠簡(jiǎn)介</p><p>　　通常我們所說的天然橡膠，是指從巴西橡膠樹上采集的天然膠乳，經(jīng)過凝固、干燥等加工工序而制成的彈性固狀物。天然橡膠是一種以聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物，其橡膠烴（聚異戊二烯）含量在90%以上，還含有少量的蛋白質(zhì)、脂肪酸、糖分及灰分等。</p><p><b>　　1.2基本性能

19、</b></p><p>　　現(xiàn)代科學(xué)研究結(jié)果已經(jīng)證明，普通的天然橡膠是異二烯聚合而成。</p><p>　　1.2.1化學(xué)特性 </p><p>　　天然橡膠是不飽和橡膠，容易與硫化劑發(fā)生硫化反應(yīng)（結(jié)構(gòu)化反應(yīng)），溴與氧、臭氧發(fā)生氧化、裂解反應(yīng)，與鹵素發(fā)生氯化、 化反應(yīng)，在催化劑和酸作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等。</p><p>　　但由

20、于天然橡膠是高分子化合物，所以它具有烯類有機(jī)化合物的反應(yīng)特性，如反應(yīng)速度慢，反應(yīng)不完全、不均勻，同時(shí)具有多種化學(xué)反應(yīng)并存的現(xiàn)象（如氧化裂解反應(yīng)和結(jié)構(gòu)化反應(yīng)）等。</p><p>　　因?yàn)橛胁伙柡碗p鍵，所以天然橡膠是一種化學(xué)反應(yīng) 能力較強(qiáng)的物質(zhì)，光、熱、臭氧、輻射、屈撓變形和銅、錳等金屬都能促進(jìn)橡膠 的老化，不耐老化是天然橡膠的致命弱點(diǎn)，但是，添加了防老劑的天然橡膠，有時(shí)在陽(yáng)光下曝曬兩個(gè)月依然看不出多大變化，在倉(cāng)庫(kù)

21、內(nèi)貯存三年后仍可以照常使用。</p><p>　　在天然橡膠的各類化學(xué)反應(yīng)中，最重要的是氧化裂解反應(yīng)和結(jié)構(gòu)化反應(yīng)。前者是生膠進(jìn)行塑煉加工得理論基礎(chǔ)，葉酸橡膠老化的原因所在；后者則是生膠進(jìn)行硫化加工制得硫化的理論依據(jù)。而天然橡膠的氯化、環(huán)化、氫化等反應(yīng)，則可應(yīng)用于天然橡膠的改性方面。</p><p>　　1.2.2物理特性 </p><p>　　天然橡膠具有優(yōu)異的綜合

22、物理機(jī)械性能，天然橡膠在常溫下具有很好的彈性。這是由于天然橡膠分子鏈在常溫下呈無定形狀態(tài)，分子鏈柔性好的緣故。其密度為0.913g/cm，彈性模量為2-4MPa，約為鋼鐵的三萬分之一，而伸長(zhǎng)率為鋼鐵的300倍，最大可達(dá)1000%。在0-100度范圍內(nèi)，天然橡膠的回彈性可達(dá)到50%-85%以上。天然橡膠在常溫下具有較高的彈性，稍帶塑性，具有非常好的機(jī)械強(qiáng)度，滯后損失小，在多次變形時(shí)生熱低，因此其耐屈撓性也很好，并且因?yàn)槭欠菢O性橡膠，所以電

23、絕緣性能良好。</p><p><b>　　1.2.3彈性</b></p><p>　　熱老化天然橡膠常溫為高彈性體，玻璃化溫度為-72度，受熱后緩慢軟化，在130-140度開始流動(dòng)，200度左右開始分解，270度劇烈分解。其生膠及交聯(lián)密度不太高的硫化膠的彈性是高的。例如在0-100℃范圍內(nèi)，回彈性在50-85℃之間，其彈性模量?jī)H為鋼的1/3000，伸長(zhǎng)率可達(dá)1000

24、%，拉伸到350%，后，縮回永久變形僅為15%，天然橡膠的彈性較高，在通用橡膠中僅次于順丁橡膠。</p><p>　　1.2.4耐介質(zhì)性 </p><p>　　介質(zhì)是指油類、液態(tài)的化學(xué)物質(zhì)等。天然橡膠不耐環(huán)己烷、汽油、苯等介質(zhì)，不溶于極性的丙酮、乙醇等，不溶于水，耐10%的氫氟酸，20%鹽酸，30%硫酸，50%的氫氧化鈉等。不耐濃強(qiáng)酸和氧化性強(qiáng)的高錳酸鉀、重 酸鉀等。</p>

25、<p>　　1.2.5加工工藝性能 </p><p>　　天然橡膠由于相對(duì)分子質(zhì)量高、相當(dāng)分子質(zhì)量分布寬，分子鏈易于斷裂，再加上生膠中存在一定數(shù)量的凝膠分子，因此很容易進(jìn)行塑煉、混煉、壓延、壓出、成型等。</p><p><b>　　1.2.6強(qiáng)度</b></p><p>　　由于我國(guó)天然橡膠的消費(fèi)量較大，而國(guó)內(nèi)天然橡膠產(chǎn)量難以實(shí)現(xiàn)

26、大幅增長(zhǎng)。目前我國(guó)正采取在國(guó)外適宜種植橡膠的地區(qū)投資建設(shè)天然橡膠園、加快發(fā)展與天然橡膠替代性較強(qiáng)的異戊橡膠和促進(jìn)廢舊輪胎綜合利用行業(yè)的發(fā)展等措施，以降低國(guó)內(nèi)天然橡膠的對(duì)外依存度。</p><p><b>　　1.2.7電性能</b></p><p>　　天然橡膠是非極性物質(zhì)，是一種較好的絕緣材料。當(dāng)天然橡膠硫化后，因引入極性因素，如硫黃、促進(jìn)劑等，從而使絕緣性能下降。

27、</p><p>　　1.3影響天然橡膠產(chǎn)量的因素</p><p><b>　　1.3.1自然因素</b></p><p>　　天然橡膠樹的生長(zhǎng)對(duì)地理、氣候條件有一定的要求，適宜割膠的膠樹一般要有5～7年的樹齡，因此，可用于割膠的天然橡膠樹的數(shù)量短時(shí)期內(nèi)無法改變。而影響天然橡膠產(chǎn)量的主要因素有：</p><p>　　季節(jié)

28、因素。進(jìn)入開割季節(jié)，膠價(jià)下跌；進(jìn)入停割季節(jié)，膠價(jià)上漲。</p><p>　　氣候因素。臺(tái)風(fēng)或熱帶風(fēng)暴、持續(xù)的雨天、干旱、霜凍等都會(huì)降低天然橡膠產(chǎn)量而使膠價(jià)上漲。</p><p>　　病蟲害因素。如白粉病、紅根病、炭疽病等，這些都會(huì)影響天然橡膠樹的生長(zhǎng)，甚至導(dǎo)致死亡，對(duì)天然橡膠的產(chǎn)量及價(jià)格影響也很大.</p><p>　　2.天然橡膠在輪胎中的應(yīng)用</p>

29、<p><b>　　2.1簡(jiǎn)介</b></p><p>　　輪胎主要可以由天然橡膠（NR）聚異戊二烯，丁苯橡膠（SBR） 丁二烯和苯乙烯，順丁橡膠（BR） 是由丁二烯，異戊橡膠（IR） 是由異戊二烯，丁基橡膠（IIR） 是異丁烯和少量異戊二烯或丁二烯為主要原料，硬脂酸，氧化鋅，微晶蠟，防老劑，操作油，硬質(zhì)炭黑，防焦劑，促進(jìn)劑，硫磺等為配料制成。</p><p

30、>　　天然橡膠（NR）以橡膠烴（聚異戊二烯）為主，含少量蛋白質(zhì)、水分、樹脂酸、糖類和無機(jī)鹽等。彈性大，定伸強(qiáng)度高，抗撕裂性和電絕緣性優(yōu)良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料粘合，在綜合性能方面優(yōu)于多數(shù)合成橡膠。缺點(diǎn)是耐氧和耐臭氧性差，容易老化變質(zhì)；耐油和耐溶劑性不好，第抗酸堿的腐蝕能力低；耐熱性不高。使用溫度范圍：約－60℃~＋80℃。制作輪胎、膠鞋、膠管、膠帶、電線電纜的絕緣層和護(hù)套以及其他通用制品。特別適用于制造扭振消

31、除器、發(fā)動(dòng)機(jī)減震器、機(jī)器支座、橡膠－金屬懸掛元件、膜片、模壓制品。</p><p><b>　　2.2胎面</b></p><p>　　胎面是與路面直接接觸的工作部件，載重汽車和工程車輛的胎面以天然橡膠（NR）為主要膠種，同時(shí)以順丁橡膠（BR）/丁苯橡膠（SBR）并用。轎車子午線輪胎胎面主要采用SBR或者與NR和BR并用來改善性能。其中NR具有優(yōu)異的力學(xué)性能、抗?jié)窕?/p>

32、能、耐低溫性能、耐磨性能和加工性能。BR具有優(yōu)異的耐磨性、耐寒行和彈性。SBR是一種不飽和烴高聚物，它的優(yōu)點(diǎn)是劉華曲線平坦，膠料不易燒焦和過硫化，耐磨性、耐熱性、耐油性和耐老化性等均比NR好。高溫耐磨性好，適用于乘用輪胎，加工中想對(duì)分子質(zhì)量降到一定程度后不再降低，因而不易過煉，可塑度均勻。硫化膠硬度變化小，提高相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)到高填充。</p><p>　　SBR的缺點(diǎn)是純膠強(qiáng)度低，需加入高活性補(bǔ)強(qiáng)劑后方可使用。

33、SBR加配合劑的難度比NR大。因此,胎面膠多選擇NR、BR和丁苯橡膠的二元或(和)三元并用組合。近年來為了資源的可持續(xù)發(fā)展,人們提出了綠色節(jié)能環(huán)保輪胎的研發(fā)。由輪胎產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力消耗燃油占汽車總油耗的14.4%,而僅由胎面產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力就占輪胎滾動(dòng)阻力的49%,其它部件的影響比例分別為:胎側(cè)14%、胎體11%、胎圈11%、帶束層8%、其余部件7%。因此降低輪胎的滾動(dòng)阻力需要優(yōu)化所有橡膠,而由胎面直接造成的油耗約占7.1%,降低胎面的滾動(dòng)

34、阻力并保證抗?jié)窕阅芰己脤⑹蔷G色環(huán)保輪胎最基本的要求[24]。因此輪胎橡膠材料的輕質(zhì)化以及改進(jìn)橡膠材料滾動(dòng)阻力性能成為當(dāng)前的研發(fā)課題。2008年4月朗盛公司研發(fā)的新型高性能橡膠助劑 Nanoprene可以使添加白炭黑的胎面膠具有較好的耐磨性、路面抓著性和較低的滾動(dòng)阻力,使橡膠配方的改進(jìn)取得了很大的進(jìn)步。</p><p>　　2.2.1胎面的主要作用</p><p>　　提高胎面橡膠的性

35、能是輪胎高性能化的重中之重。胎面的作用是防止胎體守機(jī)械損傷、傳遞車輛牽引力和制動(dòng)力、緩沖輪胎在行駛過程中所承受的沖擊。因此，要求具有良好的耐磨、耐刺扎性能、好的彈性和對(duì)地面的抓著性能。</p><p>　　胎面性能由胎面花紋和胎面膠來決定。</p><p><b>　　2.3胎側(cè) </b></p><p>　　胎側(cè)是輪胎結(jié)構(gòu)完整性的一個(gè)重要組成

36、部分。子午線輪胎的胎體較薄,傳熱快,在硫化過程中胎側(cè)變形小,一旦胎側(cè)有裂口易透水,就會(huì)使鋼絲簾線生銹斷裂。黑胎側(cè)是輪胎用于保護(hù)胎體抵御天候老化的外表面。一般通過采用NR和BR并用以提高耐疲勞性。NR和BR均有不飽和雙鍵,經(jīng)配合使膠料具有耐天候老化、耐臭氧老化、耐磨、耐撕裂和耐龜裂性能以及良好的疲勞壽命,但是這些不飽和的烯烴類橡膠會(huì)因斷鏈反應(yīng)導(dǎo)致聚合物降解,因而對(duì)它們臭氧老化的防護(hù)特別重要。防老劑包括TMQ(2,2,4-三甲基-1,2-二

37、氫化喹啉聚合體)、DTPD(N,N!-二甲苯基對(duì)苯二胺)和6PPD[N-(1,3-二甲基丁基)-N!-苯基對(duì)苯二胺]等。其中防老劑TMQ可以提高橡膠的耐熱老化性和耐疲勞性[28],而應(yīng)用防老劑DTPD可提高輪胎的抗龜裂老化性能和變色性能 [29] 。6PPD-C18具有較慢的遷移速率,可在橡膠中停留更久的時(shí)間,對(duì)橡膠能進(jìn)行更長(zhǎng)久的保護(hù)作用 [30] 。</p><p>　　為了提高輪胎胎側(cè)膠的耐臭氧、耐屈撓性,人

38、們研制出了1種新型以異丁烯為基的生膠,它集鹵化丁基膠與三元乙丙(EPDM)橡膠性能于一體。這種新型聚合物綜合了鹵化丁基膠與EPDM的性能:優(yōu)良的耐臭氧性、動(dòng)態(tài)性能、耐熱性。還具有作為輪胎胎側(cè)膠料的其它重要特征如耐屈撓龜裂性。ZHANG,ROBIN等[31]在研究胎側(cè)橡膠性能過程中,發(fā)現(xiàn)在EPDM中添加烷基酚多硫化物(APPS)使NR/BR/APPS-EPDM橡膠的伸長(zhǎng)率、抗撕裂強(qiáng)度、抗疲勞性和動(dòng)態(tài)粘彈性能有了較大的提高,從而可以提高輪胎

39、在行駛過程中的舒適度和安全性。</p><p>　　2.3.1 胎側(cè)的主要作用</p><p>　　具有保護(hù)胎體以防止輪胎受到側(cè)向的物理和化學(xué)損傷,同時(shí)也是輪胎中最吸引人眼球的部位。胎側(cè)上有輪胎的規(guī)格、氣壓等說明,靠近胎肩部位還有防擦線,靠近輪輞部位有裝配線。因而,要求其膠料具有耐撕裂、抗屈撓性及抗熱氧、臭氧老化性能優(yōu)異,拉伸強(qiáng)度較高且伸長(zhǎng)率大,使其承受大應(yīng)變下的應(yīng)力較低。同時(shí)要求胎側(cè)膠有

40、極好的流動(dòng)性,焦燒時(shí)間長(zhǎng),以減少明疤和重皮,還要能經(jīng)受住多次翻新。</p><p><b>　　2.4帶束層 </b></p><p>　　輪胎帶束層是輪胎的扎箍,固定住簾線層的變形,承載很大的載荷,系鋼絲簾線與橡膠的結(jié)合物。要求橡膠與金屬牢固粘合,定伸應(yīng)力較高。帶束層是輪胎的主要受力部位,可保證輪胎在高速行駛時(shí)的尺寸穩(wěn)定性,對(duì)胎體起到緊箍的作用,帶束層的剛性影響輪胎

41、的耐磨性、操控性和減少滾動(dòng)阻力的作用。 帶束層最適宜采用NR,小胎帶束層可采用NR/SBR并用膠。為使帶束層輕量化,其簾布以前采用玻璃纖維、高模量聚酯、強(qiáng)力人造絲等簾布,最近采用芳綸簾線,使用的NR/SBR并用膠比例不斷變化。子午胎成型時(shí)由成型鼓扇型塊鎖定胎圈,然后將貼合好的氣密層和胎體充氣,使形成接近于成品輪胎的形狀,此時(shí)胎體簾布層膠料受到很大的拉伸應(yīng)力。如未硫化膠的強(qiáng)度或自粘性過低,容易引起簾線間的膠拉開,造成不良效果,同時(shí)粘著力不

42、足也會(huì)導(dǎo)致布層間或胎圈反包部件的脫層。</p><p>　　因此,要求半成品有良好粘著力,這對(duì)未硫化膠的拉伸強(qiáng)度和自粘性要求較高,對(duì)硫化膠也要求有較高的拉伸強(qiáng)度和定伸強(qiáng)度。并且胎體鋼絲和帶束層鋼絲直徑在1mm左右,鋼絲簾線按照一定結(jié)構(gòu)纏繞而成,鋼絲間存在縫隙。</p><p>　　2.4.1帶束層的主要作用</p><p>　　它除了起緩和沖擊的作用外，主要起箍緊胎

43、體的作用；對(duì)于子午線輪胎來說，它還是主要受力部件。故應(yīng)采用高強(qiáng)力、高模量和小角度排列的簾線作其增強(qiáng)材料，同時(shí)覆以高定伸、高硬度膠料。</p><p>　　帶束層也有不同種類，其中常被提及的叫“零度帶束層”。它特指沿著輪胎周向平行排列的簾布。</p><p>　　帶束層的主要作用，用通俗的說法解釋就是”箍緊輪胎“。</p><p><b>　　2.5 胎體

44、 </b></p><p>　　胎體對(duì)輪胎起到承載作用,胎體分為鋼絲覆膠簾布和纖維覆膠簾布。胎體需要有充分的強(qiáng)度和彈性,以便承受強(qiáng)烈的震動(dòng)和沖擊,承受輪胎在行駛中作用于外胎上的徑向、側(cè)向、周向力所引起的多次變形。 轎車子午線輪胎的胎體骨架材料以聚酯簾線或改性尼龍簾線為主,但一些高等級(jí)輪胎仍以人造絲簾線為主。膠料大部分用丁苯橡膠/天然橡膠體系,丁苯橡膠用量25份,尼龍冠帶層的膠料與此類似。</p&

45、gt;<p>　　2.5.1胎體的主要作用</p><p>　　胎體又稱胎身。通常指由一層或數(shù)層簾布層與胎圈組成整體的充氣輪胎的受力結(jié)構(gòu)。簾布使胎體及整個(gè)外胎具有必要的強(qiáng)度。布層膠使布層間緊密結(jié)合在一起，防止簾線間摩擦；使傳遞給簾布的沖擊得到緩沖；承受汽車在起動(dòng)、制動(dòng)和滾動(dòng)時(shí)輪胎中所產(chǎn)生的剪切應(yīng)力。胎體的作用是使輪胎具有充分的強(qiáng)度，以便承受負(fù)荷和振動(dòng)，并使輪胎保持一定的外緣尺寸。</p>

46、<p><b>　　2.6胎圈 </b></p><p>　　胎圈使輪胎固定在輪輞上,經(jīng)受與輪輞之間的摩擦,同時(shí)在輪胎受力時(shí)胎圈部位受到的應(yīng)力較大,故其胎圈支撐剛度要求很大。而且從剛性的胎圈到柔軟的胎側(cè)之間的剛性變化要平順過渡,這樣才能把輪胎胎側(cè)的屈撓點(diǎn)集中維持在輪胎斷面水平軸附近,使胎側(cè)能充分發(fā)揮其緩沖作用,減輕在胎側(cè)裝配線附近出現(xiàn)胎圈裂情況。胎圈主要使用的橡膠包括胎圈鋼絲

47、膠、三角填充膠。 輪胎鋼絲圈用橡膠把多根鋼絲粘合在一起,鋼絲圈要求使用與鋼絲粘合性好的高硬度橡膠,視不同輪胎,主要采用NR、SBR及它們的并用膠。 輪胎三角膠為鋼絲圈上胎圈與胎側(cè)的過渡層。一方面由高硬度橡膠通過中高硬度橡膠過渡到低硬度橡膠,達(dá)到均勻變化的目的;另一方面也借此提高胎側(cè)下端和胎圈部分的剛性。視輪胎規(guī)格不同,三角膠也由同一橡膠的2種甚至3種不同硬度的配方膠料復(fù)合制成,橡膠主要采用NR、SBR及其并用膠 [37~38] 。<

48、;/p><p>　　3 橡膠輪胎的配方和工藝流程</p><p><b>　　3.1耐高溫胎面膠</b></p><p>　　據(jù)資料介紹，55-75份順式-1，4-聚異戊二烯橡膠與25-45份含量乙烯基聚丁二烯橡膠并用，課提高航空輪胎胎面的高溫耐久性。</p><p>　　3.1.2耐割口胎面膠</p>&l

49、t;p>　　耐割口胎面膠配方見表3-1.據(jù)資料介紹，該組配方適用于航空輪胎胎面。</p><p>　　兩點(diǎn)特殊要求（1）炭黑的氮吸附法比 表面積（N2SA）50-60平方米/克，DBF吸附量為80-200毫升/100克（2）促進(jìn)劑用量/硫磺量=0.25-1.0份。</p><p>　　物理機(jī)械性能指標(biāo)：在23攝氏度一下，胎表面膠的300%定伸力偉12.75-22.56Mpa，伸長(zhǎng)率為

50、400%，回彈率達(dá)到50%以上。</p><p>　　效果評(píng)價(jià)：（1）特制一塊表面刻有條狀槽紋的鋼板，模擬有排水槽的機(jī)場(chǎng)跑道。鋼板條紋的深度和寬度均為</p><p>　　7mm，條紋間距為25mm，將鋼板裝在阿姆斯勒型機(jī)床試驗(yàn)機(jī)上。測(cè)試前，在實(shí)驗(yàn)輪胎接地涂敷石膏，要填滿花紋溝。待石膏硬化后，輪胎加載壓過鋼板，測(cè)量花紋溝處石膏損失深度，并將該損失深度定義為咬入量。在此之前，已通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證咬

51、入量于胎面花紋人字形割口深度成正比關(guān)系。用上述配方做了3種試驗(yàn)輪胎：</p><p>　　格式為H49*19.0-22.32PR、H54*21.0-24.36PR的航空斜料交輪胎，規(guī)格為H46*17.0-24R20.30PR的航空子午線輪胎。試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)輪胎的咬入量平均比對(duì)比輪胎少0.4mm。（2）按照FAA ACA-145規(guī)范規(guī)定的充氣內(nèi)壓、負(fù)荷和速度，在動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行50次起飛-著陸實(shí)驗(yàn)。每完成2

52、0次起飛-著陸后，進(jìn)行全息照相檢測(cè)，考察實(shí)驗(yàn)輪胎有無脫落發(fā)生。試驗(yàn)結(jié)果表明，上述試驗(yàn)輪胎順利通過實(shí)驗(yàn)，無脫落層，無花紋溝底龜裂，而對(duì)比輪胎一條有脫落層，另一條有花紋溝底龜裂。</p><p>　　3.2 耐臭氧老化胎側(cè)膠</p><p>　　耐臭氧老化胎側(cè)膠配方見表2.聚資料介紹，該組配方適用于各種類型的輪胎。</p><p>　　效果評(píng)價(jià)：進(jìn)行室內(nèi)模擬試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條

53、件為50ppm臭氧、40攝氏度、25%應(yīng)變、1000次曲撓。當(dāng)用2份蠟的對(duì)比膠出現(xiàn)及其輕微的龜裂。試驗(yàn)結(jié)果表明，上述兩組配方的胎側(cè)膠具有很好的耐臭氧老化、抗龜裂性能。此外，因?yàn)橥扑]配方是無蠟配方，所以不用擔(dān)心有蠟配方的問題，如膠料粘度下降，表面過度噴霜。</p><p>　　掌握原則：耐靜態(tài)臭氧老化效果TAPDT>蠟>77PD>6PPD；耐動(dòng)態(tài)臭氧老化效果6PPD=77PD>TAPDT&g

54、t;蠟。</p><p>　　注意事項(xiàng)：（1）胎側(cè)膠的耐動(dòng)態(tài)臭氧澳華能力與77PD的用量成正比；（2）用77PD后，膠料門尼焦燒時(shí)間短。</p><p><b>　　3.3生產(chǎn)流程</b></p><p><b>　　3.3.1密煉工序</b></p><p>　　密煉工序是把炭黑、天然/合成橡膠、

55、油、添加劑、促進(jìn)劑等原材料混合到一起，在密煉機(jī)里進(jìn)行加工，生產(chǎn)出“膠料”的過程。所有的原材料在進(jìn)入密煉機(jī)前，必須進(jìn)行測(cè)試，被放行以后方可使用。輪胎里每一種膠部件所使用的膠料都是特定性能的。膠料的成分取決于輪胎使用性能的要求。同時(shí)，膠料成分的變化還取決于配套廠家以及市場(chǎng)的需求，這些需求主要來自于牽引力、駕駛性能、路面情況以及輪胎自身的需求。所有的膠料在進(jìn)入下一工序—膠部件準(zhǔn)備工序之前，都要進(jìn)行測(cè)試，被放行以后方可進(jìn)入下一工序。</p

56、><p>　　3.3.2膠部件準(zhǔn)備工序 </p><p>　　膠部件準(zhǔn)備工序包括5個(gè)主要工段。在這個(gè)工序里，將準(zhǔn)備好組成輪胎的所有半成品膠部件，其中有的膠部件是經(jīng)過初步組裝的。這5個(gè)工段分別為： </p><p>　　工段一：壓出 </p><p>　　為獲得滿足要求形狀的橡膠，將混煉后的橡膠投入壓出機(jī)，并經(jīng)過模具，從

57、而獲得不同的半成品膠部件：胎面、胎側(cè)、子口和三角膠條的過程。</p><p><b>　　工段二：壓延工段 </b></p><p>　　原材料簾線（鋼絲）按照一定密度排列后，穿過壓延機(jī)并且簾線的兩面都掛上一定厚度的膠料，最后的成品成為“簾布”。原材料簾線主要為鋼絲、尼龍和聚酯。</p><p><b>　　工段三：胎圈形成 <

58、/b></p><p>　　胎圈是由許多根鋼絲掛上一定厚度的橡膠以后纏繞而成的。用于胎圈的這種膠料是有特殊性能的，當(dāng)硫化完以后，膠料和鋼絲能夠緊密的貼合到一起。</p><p>　　工段四：簾布裁斷 </p><p>　　在這個(gè)工序里，壓延物簾布將被裁斷成適用的寬度并接好接頭。簾布的寬度和角度的變化主要取決于輪胎的規(guī)格以及輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。&

59、lt;/p><p>　　工段五：貼三角膠條 </p><p>　　在這個(gè)工序里，擠出機(jī)擠出的三角膠條將被手工貼合到胎圈上。三角膠條在輪胎的操作性能方面起著重要的作用。</p><p>　　3.3.3成型工序 </p><p>　　成型工序是輪胎總裝工程，通過對(duì)前段工程生產(chǎn)的各種半制品按照規(guī)定的工藝組合在一起，經(jīng)過一次成型、二次成型，最終形成輪胎的

60、基本形狀—生胎。這里的生胎是指沒經(jīng)過硫化。生胎經(jīng)過檢查后運(yùn)送到硫化工序。</p><p>　　3.3.4硫化工序 </p><p>　　生胎被裝到硫化機(jī)上，在模具里經(jīng)過適當(dāng)?shù)臅r(shí)間以及適宜的條件，從而硫化成成品輪胎。硫化完的輪胎即具備了成品輪胎的外觀——圖案/字體以及胎面花紋?，F(xiàn)在，輪胎將被送到最終檢驗(yàn)區(qū)域。</p><p>　　3.3.5最終檢驗(yàn)工序 </p&

61、gt;<p><b>　　輪胎檢驗(yàn)種類 </b></p><p>　　(1)外觀檢驗(yàn)：外觀檢驗(yàn)豐富的觀察員通過手摸、肉眼觀看、簡(jiǎn)單工具測(cè)量等方法對(duì)輪胎外表及內(nèi)部異常進(jìn)行檢查，將不合格輪胎做標(biāo)記，流轉(zhuǎn)到下一處理程序。</p><p>　　(2)機(jī)器檢驗(yàn)：均勻檢驗(yàn)、靜平衡檢驗(yàn)、動(dòng)平衡檢驗(yàn)、X光檢驗(yàn)。</p><p>　　(3)定期抽樣

62、檢驗(yàn)：室內(nèi)走行實(shí)驗(yàn)、破壞強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、胎圈脫離實(shí)驗(yàn)。 </p><p>　　3.3.6輪胎測(cè)試工序 </p><p>　　在設(shè)計(jì)新的輪胎規(guī)格過程中，大量的輪胎測(cè)試就是必須的，這樣才能確保輪胎性能達(dá)到政府以及配套廠的要求。當(dāng)輪胎被正式投入生產(chǎn)之后，仍將繼續(xù)做輪胎測(cè)試來監(jiān)控輪胎的質(zhì)量，這些測(cè)試與放行新胎時(shí)所作的測(cè)試時(shí)相同的。用于測(cè)試輪胎的機(jī)器是“里程實(shí)驗(yàn)”，通常做的實(shí)驗(yàn)有高速實(shí)驗(yàn)和

63、耐久實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　4 輪胎成品檢測(cè)和室內(nèi)試驗(yàn)及輪胎使用和保養(yǎng)</p><p>　　4.1 輪胎成品檢測(cè)</p><p>　　4.1.1輪胎在線檢測(cè)</p><p>　　輪胎的在線檢測(cè)是指輪胎硫化后在生產(chǎn)線上所進(jìn)行的檢測(cè)工作。主要包括：輪胎的外觀質(zhì)量檢查、輪胎的X光檢測(cè)、輪胎的均勻性檢測(cè)、輪胎的動(dòng)平衡檢測(cè)這四個(gè)項(xiàng)目。</p

64、><p>　　4.1.2輪胎的外觀質(zhì)量檢查</p><p>　　指檢查硫化后的成品輪胎有無嚴(yán)重影響輪胎使用壽命的外觀缺陷，如外胎各部件間脫層、海綿狀、鋼絲圈嚴(yán)重上抽、鋼絲斷裂、胎冠出邊帶有簾線等。具體檢查方法見國(guó)標(biāo)和廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　4.1.3輪胎的X光檢測(cè)</p><p>　　X光檢測(cè)是對(duì)輪胎質(zhì)量檢驗(yàn)的一種非破壞性檢驗(yàn)，它具有無損

65、和高靈敏度的特點(diǎn)，可查出輪胎內(nèi)部缺損的部位和大小，并且可以拍成照片，對(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的控制起到很重要的作用。這種方法對(duì)新舊胎的鑒定都有重要的意義。</p><p>　　4.1.4輪胎均勻性檢測(cè)</p><p>　　概念：輪胎均勻性是當(dāng)輪胎在承受一定負(fù)荷，并在一定的滾動(dòng)半徑滾動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生徑向、側(cè)向和縱向滾動(dòng)阻力均勻程度的變化。影響輪胎均勻性的因素主要有三點(diǎn)：輪胎重量不平衡、輪胎尺寸不對(duì)稱、輪

66、胎剛度不一致。</p><p>　?。?）輪胎均勻性檢測(cè)的意義</p><p>　　輪胎是由多種材料，多層貼合制成，制造工藝復(fù)雜，尤其是子午線輪胎更為突出。汽車在高速行駛時(shí)，輪胎旋轉(zhuǎn)速度很高，如果輪胎不均勻會(huì)引起汽車劇烈 振蕩并產(chǎn)生噪音，乘座不舒適，駕駛性差，甚至造成汽車損壞。所以隨著汽車的高速化，輪胎的子午化其均勻性已經(jīng)引起人們的關(guān)注。</p><p>　　（2）

67、輪胎均勻性檢測(cè)方法</p><p>　　均勻性試驗(yàn)是在輪胎作等速直線滾動(dòng)下進(jìn)行，有兩種測(cè)試方法：一種是在恒定負(fù)荷下，測(cè)定輪胎旋轉(zhuǎn)軸中心位置變化。另一種是給輪胎施加一定負(fù)荷，在恒定的滾動(dòng)高度下測(cè)定輪胎受力的變化。</p><p>　　圖1 均勻性測(cè)試原理</p><p>　?。?）輪胎的動(dòng)平衡檢測(cè)</p><p>　　輪胎的平衡：在輪胎中，當(dāng)

68、其上任何一段重量與其直徑方向和斷面方向上對(duì)稱段的重量相等時(shí)，些胎即達(dá)到平衡。如果存在重量分配不均的現(xiàn)象，那輪胎上重段的重心稱為重點(diǎn)，重點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為輕點(diǎn)，即為不平衡。</p><p>　　輪胎的平衡試驗(yàn)：分為靜平衡和動(dòng)平衡，用來檢測(cè)輪胎的重點(diǎn)位置和平衡差度。</p><p>　　影響動(dòng)平衡的因素有兩點(diǎn)：一是輪胎重量不平衡，二是幾何尺寸造成的不平衡。</p><p>　

69、　（4）動(dòng)平衡檢測(cè)的意義</p><p>　　輪胎的不平衡會(huì)引起汽車振動(dòng)并產(chǎn)生噪聲，這種影響隨著行駛速度的增加而急劇增大，影響汽車的操縱性和穩(wěn)定性、乘座的舒適性，使汽車的耗油增大的同時(shí)，也可造成不必要的損壞。</p><p><b>　　（5）檢測(cè)方法</b></p><p>　　輪胎在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)，首選是在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，通過軸、軸承使

70、輪胎旋轉(zhuǎn)，然后測(cè)量由于離心力的力矩所造成的旋轉(zhuǎn)偏移量，它可以檢測(cè)出重點(diǎn)在圓周方向和斷面方向的位置及平衡差度。</p><p>　　4.2.輪胎的室內(nèi)試驗(yàn)</p><p>　　4.2.1輪胎的強(qiáng)制性安全檢驗(yàn)項(xiàng)目</p><p>　　包括：輪胎外緣尺寸檢驗(yàn)、輪胎強(qiáng)度性能檢驗(yàn)；轎車無內(nèi)胎脫圈阻力性能檢驗(yàn)；輪胎耐久性能檢驗(yàn)和輪胎高速性能檢測(cè)。</p><

71、p>　　（1）輪胎外緣尺寸檢驗(yàn)</p><p>　　在一定溫度范圍內(nèi)，充入規(guī)定氣壓的輪胎與輪胎的組合體，按規(guī)定時(shí)間停放后，重新調(diào)整氣壓，至輪胎各部位的測(cè)量。對(duì)保證汽車的操縱性、穩(wěn)定性，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率有效地傳遞給車輪有很重要的意義。 </p><p>　　檢測(cè)方法：外胎硫化后停放24小時(shí)以上，其中在18~36℃室溫下停放3小時(shí)才進(jìn)行裝胎。</p><p>　?。?

72、）輪胎強(qiáng)度性能檢驗(yàn)</p><p>　　在一定的溫度范圍內(nèi)，充入標(biāo)準(zhǔn)氣壓的輪胎與輪輞的組合體，按規(guī)定時(shí)間停放后，將標(biāo)準(zhǔn)直徑的半球面金屬圓柱探頭，以規(guī)定的速度壓入輪胎中，直至輪胎破壞(或壓至輪輞)，打印出其最小的破壞能。</p><p>　　強(qiáng)度試驗(yàn)主要是測(cè)定輪胎成品簾線強(qiáng)度，輪胎在行駛過程中要承受復(fù)雜路面的和意外撞擊，輪胎強(qiáng)度性檢驗(yàn)是考慮到整個(gè)車輛和人員的安全性所采取的一種試驗(yàn)方式。<

73、;/p><p>　?。?）輪胎耐久(高速性能試驗(yàn))</p><p>　　耐久性能檢驗(yàn)：在一定的溫度(機(jī)內(nèi)或室溫)范圍內(nèi)，按國(guó)標(biāo)充入規(guī)定氣壓的輪胎與輪輞的組合 ，將輪胎按規(guī)定負(fù)荷壓在作為模擬路面的轉(zhuǎn)鼓上，轉(zhuǎn)鼓以恒定的速度運(yùn)行，按行駛時(shí)間逐步加負(fù)荷進(jìn)行試驗(yàn)，以鑒定輪胎的耐熱性和耐疲勞性。</p><p>　　高速性能檢驗(yàn)：在一定的溫度(機(jī)內(nèi)或室溫)范圍內(nèi)，按國(guó)際充入規(guī)定氣壓

74、的輪胎與輪輞的組合體，將輪胎以恒定的試驗(yàn)負(fù)荷壓在作為活動(dòng)模擬路面的轉(zhuǎn)鼓上，并按時(shí)間逐步升速進(jìn)行試驗(yàn)，以鑒定輪胎的耐熱性和耐疲勞性能。</p><p>　?。?）輪胎進(jìn)行耐久(高速)性能檢驗(yàn)的意義</p><p>　　輪胎是一種多材料、多部件構(gòu)成的、在苛刻、復(fù)雜條件下使用的復(fù)合結(jié)構(gòu)制品，它在使用過程中要承受徑向負(fù)荷、側(cè)向力、驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力等多種外力的作用。輪胎在行駛過程中同地面發(fā)生劇烈的摩擦

75、，同時(shí)各部位將產(chǎn)生很大的應(yīng)力應(yīng)變，這些應(yīng)力應(yīng)變以較高頻率交替地改變著，導(dǎo)致輪胎疲勞，各部件使用過程中，產(chǎn)生剪切力，此外輪胎在承受力的過程中由于彈性滯后，將吸收部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使輪胎在較高溫度下工作。輪胎本身是熱的不良導(dǎo)體，不易散熱容易造成橡膠的熱老化，所以耐久性能和耐疲勞性能是決定輪胎使用壽命的重要因素。</p><p>　　4.2.2輪胎其它項(xiàng)目的檢測(cè)</p><p>　　主要指輪胎

76、水壓爆破檢測(cè)、靜負(fù)荷檢測(cè)、滾動(dòng)阻力檢測(cè)及輪胎噪聲檢測(cè)。</p><p>　　水壓爆破檢測(cè)：常溫下將外胎、內(nèi)胎、墊帶按國(guó)標(biāo)安裝在標(biāo)準(zhǔn)的專用輪輞上，有液壓泵將水以恒定的速度注入內(nèi)胎中，逐漸升壓，直至輪胎爆破，記下壓力表的讀數(shù)。注意：輪胎硫化后24小時(shí)后才能進(jìn)行試驗(yàn)，水壓爆破過程中進(jìn)水速度不要太快，按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。</p><p>　　輪胎水壓爆破試驗(yàn)是測(cè)定輪胎的抗爆能力，從而可以判斷胎體強(qiáng)度，確定

77、輪胎的薄弱部位，主要是考慮到輪胎使用過程中的安全性。</p><p>　　輪胎靜負(fù)荷檢測(cè)：是測(cè)定輪胎在不同氣壓和負(fù)荷下的外緣尺寸和變形、接地面積、輪胎下沉量等試驗(yàn)過程</p><p>　　此項(xiàng)檢測(cè)是鑒定被測(cè)輪胎是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，為輪胎的設(shè)計(jì)工作提供參考數(shù)據(jù)，對(duì)輪胎使用過程中的安全性有重要意義。如變形太大，當(dāng)雙胎使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)并胎現(xiàn)象，使輪胎早期損壞。</p><p>

78、　　輪胎噪聲檢測(cè)：測(cè)定輪胎輪胎在實(shí)際試驗(yàn)中由于摩擦所產(chǎn)生噪聲的聲級(jí)數(shù)。需要對(duì)試驗(yàn)室進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，包括墻壁的吸間效果，設(shè)備自身噪聲的修正等，要求較嚴(yán)格。</p><p><b>　　輪胎滾動(dòng)阻力檢測(cè)</b></p><p>　　檢測(cè)輪胎在滾動(dòng)時(shí)單位面積上的能量損失。</p><p>　　4.3輪胎的使用和保養(yǎng)</p><p&

79、gt;　　4.3.1輪胎使用的一般知識(shí)</p><p>　　輪胎是汽車的重要組成部分，使用合理與否，將直接影響到車輛性能和輪胎使用壽命，從而關(guān)系到運(yùn)輸成本，原材料消耗，以及人身和財(cái)產(chǎn)安全。因此對(duì)輪胎必須做到妥善保管處理故障，力求維護(hù)好車輛應(yīng)有的性能，減少輪胎損耗。本節(jié)將從以下幾個(gè)方面介紹輪胎使用的正確方法：</p><p>　?。?）根據(jù)車輛性能，結(jié)合輪胎情況，合理裝配輪胎</p&g

80、t;<p>　　各種車型裝用的輪胎規(guī)格，一般都有嚴(yán)格規(guī)定。在更換原車輪胎時(shí)，選用的輪胎不但要規(guī)格吻合，還要注意輪胎的結(jié)構(gòu)、層級(jí)或負(fù)荷指數(shù)、速度級(jí)別、花紋類型等特點(diǎn)。輪胎裝配時(shí)要做到八個(gè)統(tǒng)一：規(guī)格相同、結(jié)構(gòu)相同、材質(zhì)相同、層級(jí)相同、花紋相同、廠牌相同、氣壓氣壓相同、負(fù)荷相同。 </p><p>　?。?）掌握車輛底盤的技術(shù)狀況 </p><p>　　車輛底盤的技術(shù)的好壞，與輪胎

81、磨耗有著密切的關(guān)系。如果前輪定位不正確，特別是前束調(diào)校失誤，可在短期內(nèi)將兩前輪花紋磨平，甚至將胎冠磨穿；鋼板彈簧錯(cuò)位，擋泥板曲折變形或其螺絲、支撐件松脫移位，都可將輪胎刮破。 </p><p>　?。?）保持輪胎足夠氣壓 </p><p>　　輪胎負(fù)荷能力與它的充氣壓力是相對(duì)應(yīng)的。輪胎的附著性能、緩沖性能、耐磨性能等均在負(fù)荷量與負(fù)荷能力相適應(yīng)的時(shí)候充分體現(xiàn)出來。因此不按輪胎的實(shí)際負(fù)荷量而一

82、律按輪胎的標(biāo)準(zhǔn)氣壓充氣是不夠科學(xué)的。 </p><p>　?。?）注意道路情況，適當(dāng)掌握行車速度 </p><p>　　汽車高速行駛將輪胎動(dòng)負(fù)荷加大，胎體屈撓變形增加，胎溫升高快，強(qiáng)度有所下降。</p><p><b>　?。?）避免超載 </b></p><p>　　汽車的總負(fù)荷通過輪胎傳遞到路面，這一負(fù)荷分為：靜負(fù)荷

83、和動(dòng)負(fù)荷。靜負(fù)荷為車輛自重與載重量所給予輪胎的負(fù)荷；動(dòng)負(fù)荷為車輛載重下行駛所產(chǎn)生的沖擊力和慣性力的總和所給予輪胎的負(fù)荷。 </p><p>　　輪胎的負(fù)荷能力是與輪胎類別、結(jié)構(gòu)、斷面寬、簾線材料、層級(jí)、氣壓、輪輞直徑和使用條件等因素有關(guān)的。輪胎如果超負(fù)荷使用，胎體簾線所受應(yīng)力增加，輪胎彈性降低，動(dòng)負(fù)荷卻增大，胎體變形增大，加劇屈撓運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致產(chǎn)生熱量大，加速橡膠等材料老化，簾線疲勞，簾布層脫層，嚴(yán)重時(shí)簾線甚至折斷破

84、裂。超載時(shí)輪胎的接地面積承受之增大，使兩胎肩部位磨耗劇增，造成早期損壞。 </p><p>　　輪胎超過規(guī)定負(fù)荷使用時(shí)，也會(huì)使輪胎的變形部位擴(kuò)大，胎體材料分子間的摩擦和各部位之間的剪切應(yīng)力顯著增加，并轉(zhuǎn)變成熱量，胎溫升高，最終促使輪胎壽命降低。</p><p>　　5杜仲橡膠、蒲公英橡膠的應(yīng)用</p><p><b>　　5.1杜仲橡膠</b>

85、</p><p>　　天然橡膠之一，產(chǎn)自屬于杜仲科的杜仲樹，是中國(guó)的特產(chǎn)。除木質(zhì)外，杜仲樹的葉、根、皮、種子都含有杜仲膠。</p><p>　　杜仲樹的幼苗就可用以提取橡膠，樹齡增到10～15年，每公頃可產(chǎn)橡膠 270千克以上。杜仲樹的含膠量為：干皮含膠量11％～20％；含仁干果實(shí)含膠量12％；干葉含膠量4％～6％；老細(xì)枝干皮含膠量10％。</p><p>　　提取

86、方法不同于熱帶的古塔波橡膠和巴西橡膠,只能采用溶劑抽提法、研磨浮選法、堿液浸洗制膠法取得。用堿液浸洗法可制得含70％左右的杜仲橡膠。成分和性質(zhì)杜仲膠和古塔波橡膠的化學(xué)成分都是反－1，4－聚異戊二烯，是巴西橡膠的成分順－1，4－聚異戊二烯的同分異構(gòu)體，它們的物理性質(zhì)大不相同。</p><p>　　杜仲的葉、皮和種子中富含白色絲狀杜仲膠 ( Eu2 comm ia U lmo ide Gum , EUG, 國(guó)際上也稱

87、 gutta2</p><p>　　percha 或 balata) 。杜仲的葉片含膠量為 1% ～2%、皮中含 5% ～8% 、種子含 12% ～17% ,但皮和種子產(chǎn)量有限 , 葉子含膠量太低 , 因此對(duì)EUG進(jìn)行工業(yè)開發(fā)成本較高。</p><p>　　利用杜仲果皮提膠 ,同時(shí)對(duì)加工工藝進(jìn)行改進(jìn) ,加工成本能降低到原來的 1 /2 ～1 /3, 再加上原料成本大幅度降低 , EUG產(chǎn)品

88、的綜合成本可降低到原來的 1 /5 ～1 /6, 成本的降低為EU G應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大奠定了良好基礎(chǔ) ,促進(jìn) 了 EUG向輪胎等工業(yè)材料方面的發(fā)展。</p><p>　　5.1.1　杜仲膠結(jié)構(gòu)及性能的研究</p><p>　　EUG為反式2聚異戊二烯 ,與天然橡膠一樣具有雙鍵、柔性鏈。鏈的柔性是材料具有彈性的基礎(chǔ) ,天然橡膠是彈性材料 ,天然橡膠順式 2長(zhǎng)鏈分子是一種無規(guī)則線團(tuán)結(jié)構(gòu) ,在形

89、成高次結(jié)構(gòu)時(shí)以無定形彈性膠團(tuán)存在。EUG在室溫下則為硬質(zhì)塑料材料 ,其原因在于反式 2聚異戊二烯的長(zhǎng)鏈分子是有序的 ,易于有序聚集而結(jié)晶 ,這是導(dǎo)致它與天然橡膠性狀不同的決定性因素。因此EUG未表現(xiàn)出宏觀彈性 ,不是由于分子鏈不具柔性 ,而是由于其結(jié)晶。若能有效地抑制其結(jié)晶 ,則可體現(xiàn)其彈性。研究表明 , EUG的結(jié)晶與交聯(lián)度之間存在著反映硫化過程不同階段性能突變的依賴關(guān)系 ,通過控制臨界交聯(lián)度 , 可將EUG制成彈性橡膠 ,這種硫化橡

90、膠具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)拉伸疲勞性能、高定伸應(yīng)力及高硬度。高彈性杜仲硫化橡膠的取得與其交聯(lián)過程三階段特性的發(fā)現(xiàn)有關(guān) ,交聯(lián)過程三階段對(duì)應(yīng)三種不同類型的材料:熱塑性材料、熱彈性材料和橡膠型材料。</p><p>　　研究還得出結(jié)論: EUG硫化網(wǎng)絡(luò)是由有序鏈組成 ,因此其高彈性不能用經(jīng)典的建立在無規(guī)線團(tuán)模型基礎(chǔ)上的熵彈性解釋 ,其彈性來自交聯(lián)點(diǎn)橋鍵的各向同性構(gòu)象記憶。由于網(wǎng)絡(luò)中鏈段的有序性 ,變形過程中 ,鏈段運(yùn)動(dòng)中列出了

91、交聯(lián)度對(duì)材料性質(zhì)的影響以及用途。根據(jù)杜仲膠硫化過程中的臨界轉(zhuǎn)變及交聯(lián)度控制的三個(gè)階段 ,可制備出三大類不同用途的材料應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。</p><p>　　表 5-1 EUG三種交聯(lián)階段性狀及應(yīng)用</p><p>　　5.1.2杜仲膠的開發(fā)應(yīng)用前景</p><p>　　我國(guó)是橡膠消費(fèi)大國(guó) ,橡膠消費(fèi)量已連續(xù)5 年居世界首位 , 其中天然膠進(jìn)口依存度達(dá)70%以上 ,

92、消費(fèi)量和進(jìn)口量均占世界總量的20%以上。然而我國(guó)橡膠資源僅占世界總資源的不到 10%。我國(guó)可種植杜仲面積占全世界的 96 % ,原料資源具有壟斷性優(yōu)勢(shì) ,提煉EUG技術(shù)專利權(quán)也為我國(guó)所有[ 528 ] ,并已開發(fā)出部分橡膠制品 [ 9217 ] 。因此 , 研究開發(fā) EUG, 形成EUG的批量生產(chǎn)和應(yīng)用 ,可開辟新的天然橡膠資源。將 EUG應(yīng)用到輪胎生產(chǎn) ,不僅可順應(yīng)國(guó)際上以反式 21, 4 結(jié)構(gòu)橡膠為主 , 發(fā)展長(zhǎng)壽、安全、節(jié)能綠色輪

93、胎的趨勢(shì) ,還可為天然膠資源貧乏的中國(guó)提供來源充足穩(wěn)定的新的后備膠種。</p><p><b>　　5.2蒲公英橡膠</b></p><p>　　又稱青橡膠草橡膠和橡膠草橡膠。一種天然橡膠。由草本植物青膠蒲公英的膠乳制得。該橡膠草性耐寒，原產(chǎn)前蘇聯(lián)。生膠集中于根部皮中的乳汁內(nèi)，約占8%~10%。工業(yè)用生膠，一般含橡膠烴80%~86%、樹脂10%~11%，鐵和錳較高。易

94、老化，貯藏前應(yīng)先加入防老劑。加熱易軟化。粘性高?？扇苡谔烊幌鹉z的普通溶劑中。其硫化膠的物理化學(xué)性質(zhì)近于煙片膠，但耐熱性和定伸強(qiáng)度很低。</p><p>　　5.2.1蒲公英橡膠草特點(diǎn) </p><p>　　理想的橡膠植物應(yīng)該具備一年生、生長(zhǎng)迅速、橡膠產(chǎn)量大的特征，以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求。蒲公英橡膠草可以滿足要求， 前蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)蒲公英橡膠草每公頃橡膠最大產(chǎn)量為200kg，美國(guó)為110kg，中國(guó)為100

95、kg。蒲公英橡膠草還具有較強(qiáng)的生長(zhǎng)能力，能夠生長(zhǎng)在寒冷的地區(qū)，如西北、華北和東北地區(qū)，可以產(chǎn)生良好的種子，容易種植，并且具有較強(qiáng)的抵抗病菌和害蟲的能力。 與橡膠樹相比，蒲公英橡膠草是當(dāng)年即可收 獲提膠的植物，產(chǎn)膠周期短，且橡膠質(zhì)地較輕；橡膠樹必須人工割取膠乳，而蒲公英橡膠草不僅可以密集種植，收割也可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，使其能在短期內(nèi)獲得較大產(chǎn)量； 另外，由傳統(tǒng)橡膠樹橡膠制成的手套等產(chǎn)品會(huì)引起一些人身的過敏反應(yīng)，而蒲公英橡膠草橡膠的生物相容性較強(qiáng)

96、，是一種抗過敏性橡膠。</p><p>　　蒲公英橡膠草橡膠的結(jié)構(gòu)與性能 蒲公英橡膠草橡膠的結(jié)構(gòu)與巴西橡膠樹橡膠相似，同為順式聚異戊二烯，但存在形式有很大差別。巴西橡膠樹橡膠主要為儲(chǔ)存于膠管之中的膠乳，而蒲公英橡膠草的膠管中只含50%以上的膠乳， 其他為儲(chǔ)存在植物組織中的固體膠絲，膠乳與固體膠絲的比例隨季節(jié)、氣候、種植條件以及生長(zhǎng) 時(shí)間不同而有所差異。D.L.Hllahan等的研究表明， 蒲公英橡膠草部分橡膠的基

97、因與巴西橡膠樹橡膠相同，同為順式聚異戊二烯，橡膠草橡膠的重均相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)218萬，數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)121萬，相對(duì)分子質(zhì)量分布指數(shù)為1.8。 A.U.Buranov等提取并表征了產(chǎn)于哈薩克斯 坦和烏茲別克斯坦的橡膠草橡膠， 其重均相對(duì)分子質(zhì)量均為180萬，數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量均為120萬，相對(duì)分子質(zhì)量分布指數(shù)為1.6，凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.306~0.374，樹脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.038~0.042。 在性能方面，蒲公英橡膠草橡膠制成的輪胎能夠

98、達(dá)到三葉橡膠輪胎同等水平。將蒲公英橡膠草橡膠制成成品瓶塞、商標(biāo)、鞋跟以及橡皮圈，發(fā)現(xiàn)其生膠因含樹脂以及油脂較多，質(zhì)地柔軟，需要多加硫黃和氧化鋅以增加硬度；其次其生膠提取時(shí)雖為金黃色，但由于</p><p>　　5.2.2蒲公英橡膠草橡膠的提取 </p><p>　　(1)膠乳提?。ɑ旌戏ǎ?lt;/p><p>　　A.U.Buranov等采用Cnish銀色橡膠菊膠乳的混

99、合法進(jìn)行蒲公英橡膠草膠乳的提取，將-4℃藏2d的新鮮草根切成0.5mm的小塊，3min之內(nèi)放入裝有緩沖液（亞硫酸鈉體積分?jǐn)?shù)為0.001，氨體積分?jǐn)?shù)為0.002的韋林氏攪拌器中攪拌30s，然后用孔徑為1mm、不帶濾紙的布氏漏斗進(jìn)行慢速過濾，離心分離后，收集表層膠乳。結(jié)果表明，混合法提取率較高，但由于提取過程中根渣較小，容易污染生膠，因此需要過濾純化等后續(xù)處理。</p><p>　　A.U.Buranov等還采用了前

100、蘇聯(lián)科學(xué)家提出的橡膠草膠乳提取流動(dòng)法進(jìn)行提取，將-4℃冷藏2d的新鮮草根切成直徑為0.5cm的圓塊狀，3min之內(nèi)放入低溫緩沖溶液（亞硫酸鈉體積分?jǐn)?shù)為0.001，氨體積分?jǐn)?shù)為0.002，酪蛋白體積分?jǐn)?shù)為0.001）中，室溫下震蕩30min，離心分離后，即可抽取表層油脂狀膠乳。流動(dòng)法會(huì)存留10%的膠乳于根中，提取時(shí)間相比混合法較長(zhǎng)（60min），但是因提取過程中根層厚為0.5cm，提取的膠乳不含組織殘?jiān)?，不需要進(jìn)一步過濾，且所提取的膠乳因

101、為沒有原纖維的污染而十分純凈，也省去了純化一步，因此認(rèn)為流動(dòng)法更適于工業(yè)生產(chǎn)。</p><p><b>　　6.綠色輪胎研究</b></p><p><b>　　6.1簡(jiǎn)介</b></p><p>　　綠色輪胎的特點(diǎn)是同時(shí)具有低滾動(dòng)阻力、高抗?jié)窕约案吣湍バ?。綠色輪胎技術(shù)包括結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)、原材料選擇及配合、成型加工等方面。對(duì)

102、綠色 輪胎的總體要求是節(jié)能、安全、耐用。其中，降低 滾動(dòng)阻力并保證抗?jié)窕阅芰己檬菍?duì)綠色輪胎最基本的要求，而這與輪胎胎面膠的結(jié)構(gòu)組成密切相關(guān)。本工作從綠色輪胎胎面膠的基本性能要 求出發(fā)，對(duì) 近年來國(guó)內(nèi)外綠色輪胎胎面膠配方的 研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，并加以分析討論。</p><p>　　6.2綠色輪胎的特點(diǎn) </p><p>　　滾動(dòng)阻力、抗?jié)窕约澳湍バ员环Q為輪胎的三大行駛性能，它們之間相互影響

103、、相互制約。為降低輪胎的滾動(dòng)阻力，要求胎面膠的滯后損失和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低；玻璃 化轉(zhuǎn)變溫度的高低還可反映磨耗性能的優(yōu)劣以及輪胎在冬季使用的適 應(yīng)程度；為提高濕抓著性，要求胎面膠的滯后損失大，這對(duì)輪胎滾動(dòng)阻力有很大的影響 。因此， 輪胎的滾動(dòng)阻力、濕抓著性和耐磨性三者之間達(dá)到理想平衡顯得尤為關(guān)鍵。國(guó)外許多學(xué)者通過大 量研究，已經(jīng)從理論上找到了解決濕抓著性和低滾動(dòng)阻力相互矛盾的辦法。研究表明，輪胎的滾動(dòng)阻力主要是由輪胎膠料的動(dòng)態(tài)變形和輪胎本

104、身的質(zhì)量引起的 ；在較低溫度(一20—20oC)下具 有較高的損耗因子，且在較高溫度下(50—70oC)具有較低tan6的胎面膠，同時(shí)具有低滾動(dòng)阻力和良好的抗?jié)窕阅堋？梢?，有關(guān)輪胎的滾動(dòng)阻力、抗?jié)窕耘ctan6、溫度和頻率之間的關(guān)系等方面的研究成果，對(duì)于輪胎胎面膠的制備和綠色輪胎技術(shù)的發(fā)展有明顯的實(shí)踐指導(dǎo)意義。</p><p><b>　　6.2.1高環(huán)保</b></p>&

105、lt;p>　　傳統(tǒng)輪胎由于添加了有致癌作用的橡膠配合劑，它們隨著胎面磨損散發(fā)在空氣中，嚴(yán)重污染了環(huán)境，同時(shí)世界上每年有數(shù)億條輪胎被廢棄，它們不但占據(jù)大量空間，而且難以分解，對(duì)環(huán)境造成了極大威脅，被人們稱為“黑色污染”。隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，在繼續(xù)努力降低滾動(dòng)阻力的同時(shí)，已開始重視使用不污染環(huán)境的材料制造輪胎，而且努力延長(zhǎng)輪胎的行駛里程，以減少?gòu)U舊輪胎的數(shù)量。在大量的汽車使用綠色輪胎以后，對(duì)節(jié)油和減少污染產(chǎn)生巨大作用。綠色輪胎

106、的廣泛應(yīng)用將為全球每年節(jié)省數(shù)百萬桶石油，并顯著減少CO的排放量。</p><p><b>　　6.2.2低消耗</b></p><p>　　習(xí)慣使用的黑色輪胎是以標(biāo)準(zhǔn)的合成橡膠和天然橡膠制成的，在汽車行駛溫度升高的條件下，其防護(hù)材料的結(jié)構(gòu)和性能都發(fā)生改變，同時(shí)車輪滾動(dòng)的阻力也在增加。綠色輪胎與普通輪胎相比，減輕了輪胎重量，減少了復(fù)合材料的能耗(滯后損失)。所以，綠色輪

107、胎與同等規(guī)格的輪胎相比，滾動(dòng)阻力可降低22%-35%，并因此減少汽車燃料消耗3%-8%，使汽車CO的排放量有所下降，其他性能如耐磨耗、低噪音、干濕路面抓著力等均保持良好水平。</p><p><b>　　6.2.3超安全</b></p><p>　　綠色輪胎通過優(yōu)化胎體設(shè)計(jì)，以絕佳的彈性胎面改進(jìn)汽車在光滑路面的抓地性能，使駕駛更平穩(wěn)、制動(dòng)距離更短，大大提高了駕駛安全性

108、。研究證明，綠色輪胎產(chǎn)生的摩擦力可以減少汽車在濕滑或結(jié)冰路面上15%的剎車距離，使汽車的冬季駕駛性能提高10%-15%。這對(duì)減少事故率和人員傷亡有著重大的意義。</p><p>　　6.3設(shè)計(jì)綠色輪胎的途徑</p><p>　　從理論上講，降低汽車油耗的途徑有輕量化、減小輪胎滾動(dòng)阻力及采用稀混合氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。實(shí)際上，只有減小輪胎滾動(dòng)阻力才是最切實(shí)可行的綠色輪胎設(shè)計(jì)途徑，研究結(jié)果表明，輪胎的模

109、具、花紋設(shè)計(jì)和輪胎結(jié)構(gòu)和材料均對(duì)輪胎滾動(dòng)阻力有影響。克服輪胎滾動(dòng)阻力消耗的燃油占汽車總油耗的14.4%，而僅由胎面產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力就占輪胎滾動(dòng)阻力的49%，其他部件的影響比例分別為：胎側(cè)14%、胎體11%、胎圈11%、帶束層8%、其余部件7%。由胎面直接造成的油耗約占7.1%。降低胎面的滾動(dòng)阻力并保證抗?jié)窕阅芰己脤⑹蔷G色輪胎最基本的要求。</p><p>　　綠色輪胎技術(shù)主要從選擇合適的膠種和配合劑，改進(jìn)胎面膠料

110、配方入手，再輔以減薄胎體、優(yōu)化輪胎輪廓等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手段，來達(dá)到降低輪胎滾動(dòng)阻力的目的?？梢灶A(yù)料，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的介入和聚合物分子定向設(shè)計(jì)成果的推出，無疑將加速綠色輪胎開發(fā)進(jìn)程。</p><p>　　6.4綠色輪胎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　6.4.1胎體結(jié)構(gòu)子午線化</p><p>　　輪胎結(jié)構(gòu)大體可分為兩種，即子午線結(jié)構(gòu)和斜交結(jié)構(gòu)。子午線結(jié)構(gòu)與斜交結(jié)構(gòu)的根本

111、區(qū)別在于胎體。胎體是輪胎的基礎(chǔ)，它是由簾線組成的層狀結(jié)構(gòu)。胎體層上部有簾線為周向排列的帶束層，這種結(jié)構(gòu)使簾線強(qiáng)度能夠得到充分利用，故子午胎的簾布層數(shù)比斜交輪胎少40%-50%。 從設(shè)計(jì)上講，斜交輪胎有很多局限性，由于斜交輪胎交叉排列的簾線強(qiáng)烈摩擦，使胎體容易生熱，而且加速胎面花紋磨耗，其簾線布局也不能很好地提供優(yōu)良的操縱性能和乘坐舒適性；而子午線輪胎的鋼絲帶束層則有較好的柔韌性以適應(yīng)路面的不規(guī)則沖擊，且經(jīng)久耐用。它的簾布層結(jié)構(gòu)還