Page 37 - 《橡塑智造与节能环保》2022年8期

节能环保新技术与产品

一般而言,绿色轮胎的橡胶配方设计可遵循以下原 轮胎使用的骨架材料主要有钢帘线、胎圈钢丝、
则进行:根据产品的使用条件如温度、介质、受力情况 尼龙帘线、聚酯帘线等。骨架材料的性能必须充分满
及其他特殊要求，首先选择合适的胶种及配合剂以求 足绿色轮胎生产和发展的需要。从绿色轮胎的发展以
得到最什物理机械性能；配方设计时要考虑到加工工 及性能方面的需要，对骨架材料的要求以及选择需要
艺的可行性,如胶料混炼的易操作性、物料易分散性料 从以下方面考虑:钢帘线钢帘线主要用于子午线轮胎的
流动性、挤出产品表面光洁等度；在保证胶料性能及 带束层、胎体和保护层。带束层用钢帘线带束层是子
工艺可行的前下,尽可能降低材料成本,加快硫化速率, 午线轮胎的主要受力部件,周期性地承受拉伸、弯曲、
提高产效率；应尽量避免使用有及污染环境的原材料, 剪切等形变应力,同时起箍筋紧胎体的作用。根据带束
以减少环境污染和保护操作人员健康；必须考虑到各 层的使用要求,用于带束层的钢帘线应具有良好的胶料
种配合剂之间的相互作用,某些配合剂之间可产生协同 渗透性和较高的刚度。在轮胎使用过程中，带束层钢
效应,如促进剂可增强防老剂的防护功能,而过氧化物在 帘线容易受到外界潮湿空气的影响而造成锈蚀和强度
硫化温度下极易与含活泼氢物质反应被消耗,因而在使 下降，钢帘线的锈蚀又会降低与胶料的粘合力，在周
用过氧化物硫化时,应尽可能避免使用含活泼氢配合剂, 期应力的作用下容易造成钢帘线与胶料的脱离。对于
如胺类防老剂硬脂酸等。 用于带束层的多层结构钢帘线还会出现芯线迁移，严
在轮胎中胎面胶分子是紧密排列在一起的，在轮 重时会刺穿轮胎胎侧。因此,改善钢帘线的胶料渗透性,
胎滚动时会因为相互接触而产生摩擦，因摩擦而产生 可增强钢帘线的耐腐蚀性能，提供带束层间的粘合力,
的热量会造成燃油的额外消耗,普通轮胎因摩擦而产生 从而提高轮胎的耐久性能,延长使用寿命。带束层直接
的热量多。绿色轮胎加入硅材料减少滚动阻力富含硅 影响到轮胎整体的形变和应力分布,对胎面磨耗、高速
配方是环保轮胎实现节油的秘诀，它可以使轮胎的滚 性能和操控性能都有很大的影响,因此增强带束层的刚
动阻力降低。在胎面胶分子之间加入硅材料，可以有 性是带束层设计的关键,而增强钢丝帘线的刚度对于增
效降低胶分子之间的摩擦，从而减少能量上的消耗， 强帘布整体刚度有重要贡献。
减少滚动阻力。富含硅配方是环保轮胎实现节油的秘 钢帘线的刚度与钢丝的直径、数量和弹性模量有
诀，它可以使轮胎的滚动阻力降低。在胎面胶分子之 关。胎体用钢帘线轮胎在行驶过程中胎体钢帘线受到
间加入硅材料，可以有效降低胶分子之间的摩擦， 反复的拉伸、压缩和弯曲等交变应力的作用，因此，
从而减少能量上的消耗，减少滚动阻力;将花纹设计 胎体钢帘线应具有高度强度、耐屈挠、耐疲劳、耐久
成不对称的，破坏了“波的形成”，就可达到降噪的目 性等性能。提高钢帘线的强度和减小钢帘线的直径可
的;添加硅配方的环保轮胎弹性和柔韧性更好，胎面 以提高轮胎单位面积的负荷能力，减小钢帘线和胶料
能够更好地抓住地面。普利司通推出ECOPIA系列环 的用量，进而减小轮胎质量，降低生产成本，顺应轮
保轮胎，是通过采用特殊改性聚合物与碳化合而成的 胎轻量化的发展要求。钢帘线的疲劳性能直接影响轮
“ECOPIA化合物”，有效减少了碳分子之间摩擦产生的 胎的使用寿命和可翻新次数。影响钢帘线疲劳性能的
发热，降低了能量的流失。米其林的“静音筋”技术， 主要因素有钢帘线的结构、单丝的直径和强度等。采
通过对胎面沟槽的形状和布局做特殊的设计，有效降 用较小直径和较高强度单丝捻制而成的无外绕紧密型
低轮胎接触地面时橡胶块的振动。 结构钢帘线，捻向相同，钢丝之间是线接触，有利于
子午化、无内胎化和扁平化是轮胎结构设计发展 减小钢帘线直径，避免钢丝之间的磨损，提高钢帘线
的方向,也是绿色轮胎的首选。绿色轮胎胎面一般由 耐疲劳性能，从而延长轮胎的使用寿命。
胎面胶和胎面基部胶两部分组成,胎面胶的动态模量 保护层用钢帘线用于保护层的钢帘线应具有抗腐
大于胎面基部胶,胎面基部胶厚度与胎面胶厚度之比为 蚀性和抗冲击性。保护层的钢帘线结构比较复杂，橡
0.25～0.70,通过用有限元法分析轮胎的水滑现象,可以 胶渗透性差，容易受到外界潮湿空气的侵蚀而丧失保
设计出能够明显改善水滑现象的胎面花纹,如固特异公 护性能。开发结构简单，全橡胶渗透的钢丝帘线成为
司的Aquat red、米其林公司的Catamaran、普利司通公 关键,开发具有高延伸的钢丝帘线十分必要。
司的F170C 和倍耐力公司的P5000Drago等轮胎。 胎圈钢丝在轮胎行驶过程中，胎圈钢丝承受极其

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