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2012年,欧盟轮胎燃料标签法案正式实施,采用可降低滚动阻力、提高抗湿滑性及耐磨性的溶聚丁苯橡胶,开发绿色轮胎,是应对欧盟燃料标第法案全球公认可行的技术方案。然而目前绿色轮胎用溶聚丁苯胶却大都为国外垄断。本课题旨在剖析中石油国产SSBRC2557A的微观结构并与朗盛公司SSBR5025-2进行对比,研究了国产溶聚丁苯胶的轮胎配方及性能,为其在高性能子午线轮胎中的推广应用提供科学依据。 本文首先利用红外(FTIR)、核磁(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)-激光光散射仪-自动黏度在线检测仪等手段剖析了中石油新牌号SSBRC2557A和朗盛SSBR5025-2的微观结构。结果表明,SSBRC2557A的分子链为无规线性。重均分子量Mw为90万,Mn为39.64万,多分散指数为2.28,SSBRC2557A的顺式1,4结构和反式1,4结构含量基本相同,而SSBR5025-2的顺式结构含量明显大于反式含量,相同的是1,2结构都为50%-60%,为高乙烯基含量结构。SSBRC2557A的特性黏数较SSBR5025-2高,均方旋转半径也较大,表明其支化度较SSBR5025—2低。 第二部分研究了混炼过程中不同加料顺序对SSBRC2557A的硫化特性、力学性能、门尼粘度、疲劳生热、阿克隆磨耗等性能的影响。结果表明,防老剂对白炭黑的偶联过程有不利影响,最好在白炭黑偶联后的二段混炼时加入。 第三部分研究了白炭黑分散剂A37用量对填充高分散白炭黑1165MP的SSBRC2557A性能的影响,结果表明,A37用量为3份时,SSBR C2557A的拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度等力学性能较好;SEM结果表明,随着分散剂用量的增加,白炭黑在胶料中的分散性改善。 第四部分研究了炭黑的种类和用量对SSBRC2557A的力学性能、交联密度、低温脆性、动态力学性能等的影响。结果表明,随着炭黑粒径的增大,SSBRC2557A拉伸强度变小,伸长率变大,胶料加工性变好,总交联密度逐渐增大。混炼胶储能模量G逐渐降低。随频率的不断增大,储能模量逐渐增大,混炼胶的损耗模量随频率的增大而逐渐减小,并趋于稳定。随着炭黑用量的增大,胶料的拉伸强度、硬度、定伸等变大,而拉断伸长率变小。化学交联密度有先增加后下降的趋势,物理交联密度则逐渐增加。胶脆性温度升高,耐寒性变差。利用非动力学模型,研究了炭黑粒径对硫化反应的影响,通过模型分析发现,随着炭黑粒径的减小,硫化反应活化能逐渐减小。同时用非动力学模型研究了炭黑补强溶聚丁苯橡胶热稳定性,结果表明,随着升温速率的增大,SSBRC2557A热裂解速率最大值对应温度向高温移动,热裂解速率最大值减小,热释放速率随着炭黑用量增加而减小。 第五部分研究了炭黑、白炭黑并用比例对SSBRC2557A力学、磨耗等性能的影响。结果表明:随着白炭黑比例的增大,胶料的门尼粘度有升高的趋势,门尼松弛面积逐渐增大,胶的加工性能变差,而胶料耐磨性有所提高。 第六部分研究了不同种类的溶聚丁苯(中石油SSBRC2557A、朗盛SSBR5025-2)与ESBR1712在绿色轮胎中的应用。结果表明,与ESBRl712相比溶聚丁苯的焦烧时间更长,力学性能与之相当,滚动阻力降低,其中中石油SSBRC2557A在保持较低滚动阻力的同时,抗湿滑性有很大提高,性能不亚于进口产品,而价格却低得多,在轮胎企业中的推广应用有着良好前景。