橡膠在輪胎中的應(yīng)用及研究進(jìn)展

摘 要：作為一種工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常都要使用到的材料，橡膠可謂是整個(gè)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。本文關(guān)注了天然橡膠與合成橡膠在輪胎生產(chǎn)中的使用，由于胎面、氣密層、胎圈、胎側(cè)等不同部位的加工所要使用的加工方式有一定的區(qū)別，并且還要使用到環(huán)保再生材料等在內(nèi)的新型橡膠，因此其應(yīng)用具有廣泛性與特殊性。筆者還根據(jù)這些年工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展來(lái)分析了環(huán)保理念在輪胎制造行業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用，總結(jié)出了未來(lái)新型橡膠材料在輪胎制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，并得到了較為滿(mǎn)意的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：胎面;橡膠;輪胎;胎側(cè);氣密層

橡膠在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的使用是十分廣泛的，并且由于飛機(jī)、汽車(chē)、傳送帶、軟管等產(chǎn)品的不同，橡膠在輪胎當(dāng)中的使用量也有一定的差異。人類(lèi)每年開(kāi)采的天然橡膠總量是有限的，天然橡膠并不能滿(mǎn)足所有的工業(yè)生產(chǎn)，因此就需要使用到一定量的合成橡膠。尤其是在汽車(chē)工業(yè)中，一輛車(chē)當(dāng)中要使用到大量的橡膠，而輪胎則是使用橡膠最多的部件。隨著改革開(kāi)放的深入進(jìn)行，我國(guó)的汽車(chē)行業(yè)實(shí)現(xiàn)了井噴式增長(zhǎng)，每年生產(chǎn)的汽車(chē)數(shù)量不斷提升，而汽車(chē)輪胎的使用量也水漲船高。在以往的發(fā)展模式中，不環(huán)保的橡膠使用方式給環(huán)境帶來(lái)了較大的壓力。而隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提升，這種橡膠使用方式已經(jīng)不再適應(yīng)新的市場(chǎng)環(huán)境，面臨被淘汰的境地。為了體現(xiàn)環(huán)保意識(shí)，一種能耗較低卻又持久力較強(qiáng)的輪胎，已經(jīng)成為了市場(chǎng)當(dāng)中的主流產(chǎn)品。

1.胎面的處理

輪胎在汽車(chē)行駛過(guò)程中功能的發(fā)揮離不開(kāi)胎面，而胎面也是汽車(chē)直接與道路連接的部件，要想提高輪胎的性能與表現(xiàn)力，就應(yīng)當(dāng)從胎面性能的提升入手。一面質(zhì)量較高、性能優(yōu)異的胎面，往往能夠起到保護(hù)輪胎胎體的作用，并且保護(hù)車(chē)身不受到地面過(guò)大的沖擊。而胎面上復(fù)雜的花紋也決定了汽車(chē)對(duì)地面的抓地力與摩擦力大小，也是保證汽車(chē)安全性能的主要因素之一，應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視。

在一般的汽車(chē)輪胎中采用的橡膠主要是天然橡膠，同時(shí)還采用了一定含量的合成橡膠，因此往往能應(yīng)付不同的路況。胎面上的紋路也要按照一定的規(guī)律來(lái)設(shè)置，能夠幫助汽車(chē)提升對(duì)不同路況的適應(yīng)能力。在種類(lèi)眾多的橡膠當(dāng)中，NR橡膠的力學(xué)性能優(yōu)秀，在濕滑路面上能夠保持汽車(chē)較為良好的抓地性能，并且加工性較強(qiáng)。而B(niǎo)R橡膠的耐磨性能優(yōu)異，比其他種類(lèi)的橡膠能夠勝任越野高寒路段。SBR橡膠是一種常見(jiàn)的不飽和烴高聚物，在高溫的環(huán)境中能夠保持較為滿(mǎn)意的強(qiáng)度與特性，尤其是在高溫環(huán)境中，其表現(xiàn)要優(yōu)于NR橡膠，因此在乘用車(chē)輪胎當(dāng)中有著廣泛的應(yīng)用。

2.胎側(cè)的處理

作為輪胎整體結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮的一個(gè)關(guān)鍵因素，胎側(cè)也是十分重要的部件，完整良好的胎側(cè)能夠起到保護(hù)輪胎內(nèi)膽的作用，在側(cè)面給輪胎提供較為全面的保護(hù)。輪胎的有關(guān)技術(shù)性指標(biāo)也直接印在胎側(cè)上，因此能直接從胎側(cè)看到輪胎的具體技術(shù)規(guī)格指標(biāo)。為了達(dá)到上述幾個(gè)目標(biāo)，胎側(cè)所采用的橡膠材料應(yīng)當(dāng)具有較強(qiáng)的韌性與強(qiáng)度，并且在高溫的環(huán)境中也能長(zhǎng)時(shí)間維持較為滿(mǎn)意的工程性能指標(biāo)。并且考慮到胎側(cè)要經(jīng)常面對(duì)擠壓的情況，因此要有較強(qiáng)的流動(dòng)性能，就算是經(jīng)過(guò)了多次的翻新也要能繼續(xù)發(fā)揮

效用。

在種類(lèi)眾多的輪胎當(dāng)中，子午線(xiàn)輪胎以其較薄的胎體，較快的傳熱速度，因此在很多場(chǎng)合都有著廣泛的應(yīng)用。在高溫硫化的過(guò)程中，胎側(cè)的形變較小，假若側(cè)面出現(xiàn)了裂紋，就很容易發(fā)生斷裂并失去功能，給汽車(chē)的行駛帶來(lái)極大的威脅。在日常生活中，我們常見(jiàn)到一些輪胎的側(cè)面顏色較黑，這是輪胎橡膠對(duì)外界環(huán)境變化做出反應(yīng)的正常現(xiàn)象。為了提升輪胎的性能，使其能夠盡可能地發(fā)揮功效，一般的輪胎當(dāng)中都會(huì)加入一定含量的NR與BR橡膠。

3.對(duì)氣密層的處理

在子午線(xiàn)輪胎的相關(guān)部件當(dāng)中，氣密層是十分重要的一個(gè)部分。由于我國(guó)市面上大部分的輪胎內(nèi)部都沒(méi)有內(nèi)胎，假如在氣密性方面沒(méi)有做好，則很容易造成內(nèi)胎與外胎之間的真空部位積累過(guò)量的雜質(zhì)。尤其是進(jìn)入了空氣和水分之后，極易降低橡膠與其他部件之間的粘合性，汽車(chē)在行駛的過(guò)程中就容易出現(xiàn)由于輪胎原因?qū)е碌陌踩鹿省?/p>

因此輪胎氣密層的順利運(yùn)行是十分重要的。一般的氣密層采用的都是BIIR橡膠，該種橡膠壽命較長(zhǎng)，對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)能力也較高，所處氣候劇烈變化的時(shí)候也能保證發(fā)揮自身功能，因此很適合作為氣密層橡膠來(lái)使用。但是這種橡膠的硫化速度較慢，因此很難進(jìn)行加工，市面上采用了BIIR橡膠的產(chǎn)品價(jià)格也就水漲船高。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，近年來(lái)出現(xiàn)了溴化丁基橡膠這種新的橡膠類(lèi)型，通過(guò)溴化來(lái)提升了橡膠的性能，改善了其硫化特性，能夠保證氣密層的順利工作。

4.對(duì)胎體的處理

在整個(gè)輪胎的不同部分當(dāng)中，胎體的重要性是不言而喻的。由于胎體要承擔(dān)起整個(gè)輪胎所受到的壓力，因此它的質(zhì)量也決定了輪胎的質(zhì)量。汽車(chē)往往要面臨不同的路況，因此胎體要有能夠勝任不同壓力的能力，因此其自身的強(qiáng)度與韌性要達(dá)到一定的高度，確保在外界壓力過(guò)大時(shí)不過(guò)度變形。

一般的汽車(chē)子午線(xiàn)輪胎都會(huì)拿聚酯簾線(xiàn)當(dāng)做主要的胎體骨架，在一些工藝水平較高的輪胎當(dāng)中則會(huì)選用人造絲簾線(xiàn)。

5.對(duì)胎圈的處理

胎圈是輪胎主體部分與輪輞之間的結(jié)合部件，主要用來(lái)緩沖輪胎與輪輞之間的摩擦力，這個(gè)力較大，因此胎圈要能承擔(dān)起較大的壓力而不發(fā)生破壞。一般的胎圈采取的是鋼絲與橡膠結(jié)合的模式，要想保證胎圈的強(qiáng)度，就要確保鋼絲與橡膠之間的緊密結(jié)合，一般采用的是NR橡膠與SBR橡膠。

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作者簡(jiǎn)介：周博（1987—），男，本科生，米其林沈陽(yáng)輪胎有限公司工程師，研究方向：輪胎質(zhì)量。