稀土順丁橡膠的基本性能研究

安曉輝

摘 要：順丁橡膠在我們的生活當(dāng)中應(yīng)用十分廣泛，稀土順丁橡膠作為順丁橡膠中的一員，相較于其它種類的順丁橡膠，在機(jī)械性能方面更具優(yōu)勢(shì)。特別是稀土順丁橡膠的滾動(dòng)阻力更低，有利于實(shí)現(xiàn)輪胎業(yè)的節(jié)能、降耗目的。我國(guó)早在上世紀(jì)六十年代就開始對(duì)稀土順丁橡膠的基本性能進(jìn)行研究，近年來隨著稀土順丁橡膠的應(yīng)用越來越廣泛，國(guó)內(nèi)外對(duì)其的研究也越來越多。本文主要對(duì)稀土順丁橡膠的基本性能進(jìn)行了研究分析，并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：稀土順丁橡膠；混煉；基本性能

1 前言

稀土順丁橡膠不僅具有良好的結(jié)晶性能，還存在著拉伸強(qiáng)度大、粘性好等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的鋰、鈷、鈦系等順丁橡膠相比，稀土順丁橡膠在抗疲勞性、耐磨性、滾動(dòng)阻力以及生熱方面也更具優(yōu)勢(shì)，因此能夠更好地應(yīng)用于輪胎制造業(yè)中。目前國(guó)內(nèi)具有稀土順丁橡膠生產(chǎn)技術(shù)或生產(chǎn)能力的有錦州石化、獨(dú)山子石化、燕山石化、山東華宇、齊翔騰達(dá)5家企業(yè)，近期四川石化、大慶石化也在積極準(zhǔn)備對(duì)原鎳系順丁橡膠生產(chǎn)裝置進(jìn)行改造，生產(chǎn)稀土順丁橡膠。

2 基本性能分析

2.1 試驗(yàn)部分

實(shí)驗(yàn)中常用的原材料有NdBR-D、NdBR-F、NiBR，其中NdBR-D及 NiBR是獨(dú)山子石化公司乙烯廠生產(chǎn)的；NdBR-F來自于德國(guó)lanxess公司。試樣配置上，基本配比如下（質(zhì)量比）：100份順丁橡膠，2份硬脂酸，3份氧化鋅，60份工業(yè)炭黑，15份環(huán)烷油，1.5份硫磺，還有0.9份的促進(jìn)劑TBBS。在試驗(yàn)中采用的是兩段混煉。

2.2 混煉加工性能及硫化特性

將NdBR-D、NdBR-F、NiBR放入密煉機(jī)進(jìn)行混煉，經(jīng)過一段時(shí)間后，三者在轉(zhuǎn)矩曲線的變化情況上相似。但加入黑炭后，轉(zhuǎn)矩就發(fā)生了明顯的變化，曲線先升高，之后開始下降，最后逐漸進(jìn)入平緩區(qū)。NiBR混煉時(shí)最高轉(zhuǎn)矩最小，NdBR-F的最高轉(zhuǎn)矩最大，NdBR-F和NdBR-D在放入黑炭后最高轉(zhuǎn)矩要超過NiBR，這可以看出稀土順丁橡膠的生膠比較硬，在剪切上較為困難。原因在于稀土順丁橡膠相對(duì)分子質(zhì)量較大。在混煉中，NiBR、NdBR-D和NdBR-F在排膠結(jié)團(tuán)性方面都比較優(yōu)異?；鞜捘z和生膠的門尼豁度比較，差距最大的是NdBR-F，其次是NdBR-D，從此可以看出，NdBR-D以及NdBR-F和炭黑的結(jié)合能力更強(qiáng)；NiBR應(yīng)力弛豫面積比較小，要比NdBR的小。NdBR-D以及NdBR-F在ML上要比NiBR大，這說明稀土順丁橡膠在測(cè)試溫度下的流動(dòng)性不如鎳系順丁橡膠，這也和混煉膠門尼豁度所反映的情況相一致。

NdBR-D的t1值和NiBR的t1值相近，時(shí)間都比NdBR-F長(zhǎng)；在t90上，NiBR以及NdBR-F要比NdBR-D稍長(zhǎng)，這說明NdBR-D的硫化速率更快。

2.3 力學(xué)性能及老化性能

在拉伸強(qiáng)度方面，NdBR-D及NdBR-F要比NiBR的性能更好一些。NdBR-D及NdBR-F，在定伸應(yīng)力為百分之三百時(shí)，NdBR-D性能更優(yōu)，與NiBR相差不多；這三者在扯斷伸長(zhǎng)率方面差異不大，NdBR-D以及NdBR-F在撕裂強(qiáng)度上相近，都高于NiBR的撕裂強(qiáng)度；NdBR-D在硬度方面較為優(yōu)異。

實(shí)驗(yàn)表明，NdBR-D、NdBR-F和NiBR老化后，無論是在拉伸的強(qiáng)度還是扯斷伸長(zhǎng)率上都出現(xiàn)了下降的情況。并且NiBR的下降速率最大，從而表明NdBR-D以及NdBR-F的耐老化性能相對(duì)較好。在耐磨性上，NdBR-D和NdBR-F比NiBR更加耐磨，這是因?yàn)橄⊥另樁∠鹉z的結(jié)構(gòu)是超高順式的。

除此之外，在壓縮生熱性能方面，NdBR-F和NdBR-D也優(yōu)于NiBR；在回彈性方面，NdBR-F和NiBR比NdBR-D的回彈性好；在耐屈撓性方面，NdBR-F和NiBR不如NdBR-D。

3 稀土順丁橡膠預(yù)期前景

隨著公路建設(shè)的飛速發(fā)展，人們對(duì)輪胎的質(zhì)量和使用性能也提出了更高的要求。歐盟早在2012年11月開始推行新的法規(guī)，要求所有在歐洲地區(qū)銷售的新輪胎都必須使用標(biāo)明燃料效率、濕地附著力及外部滾動(dòng)噪音的標(biāo)簽，并將按照從最優(yōu)的“A級(jí)”到最差的“G級(jí)”體系進(jìn)行分類。美國(guó)和日本也在評(píng)估實(shí)行類似地法規(guī)。這些措施都將推動(dòng)稀土順丁橡膠在輪胎行業(yè)的全面應(yīng)用，并將顯著提升高性能輪胎的產(chǎn)量。

目前國(guó)際的稀土順丁橡膠生產(chǎn)能力約為150萬(wàn)噸/年。預(yù)計(jì)在未來5年，稀土順丁橡膠的產(chǎn)能將達(dá)到200萬(wàn)噸/年。我國(guó)的高速公路總里程數(shù)已經(jīng)僅次于美國(guó)，居世界第二。我國(guó)車輛擁有量的不斷增加，必將推動(dòng)國(guó)內(nèi)輪胎制造業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展，同時(shí)也給稀土順丁橡膠在輪胎中的應(yīng)用提供了寶貴的發(fā)展機(jī)遇和空間。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，稀土順丁橡膠在輪胎行業(yè)的全面應(yīng)用是高性能輪胎發(fā)展的必然趨勢(shì)。如何生產(chǎn)出性能更加優(yōu)異的稀土順丁橡膠，進(jìn)而更好地達(dá)到我國(guó)輪胎制造行業(yè)節(jié)能、環(huán)保的目的，將成為未來一段時(shí)間內(nèi)稀土順丁橡膠的研究方向。

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