增塑劑Тофинол與軟化劑пн-6用量比對(duì)胎面膠各項(xiàng)性能的影響

江畹蘭 編譯

（華南理工大學(xué)材料學(xué)院, 廣東 廣州 510641）

目前，在俄羅斯輪胎胎面膠的配方中，還沒(méi)有使用真正能顯著降低橡膠玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）的增塑劑。為了改善載重輪胎胎面膠的耐寒性，常常往異戊膠料中添加低立體規(guī)整度的二烯類橡膠（Tg=-110 ℃）。近年來(lái)，為了提高輪胎與結(jié)冰路面的抓著性及降低轎車輪胎胎面在干燥路面上的滾動(dòng)阻力，一些廠家開始僅用溶聚丁苯橡膠生產(chǎn)轎車輪胎，并以白炭黑代替炭黑。盡管如此，在俄產(chǎn)冬季輪胎胎面中仍將天然橡膠與異戊橡膠并用，同時(shí)仍填充白炭黑，從而將提高胎面膠的彈性和動(dòng)態(tài)性能的問(wèn)題，提上了議事日程。

在以往的研究中，曾就增塑劑Тофинол對(duì)胎面膠性能的影響進(jìn)行過(guò)分析。同時(shí)，對(duì)兩個(gè)膠料配方進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，其中一個(gè)配方為只含12份增塑劑пн-6的生產(chǎn)配方，另一個(gè)試驗(yàn)配方中含10份Тофинол（ТФ）。已發(fā)表的論文中的研究結(jié)果，尚不能全面評(píng)價(jià)所加入的增塑劑，至于對(duì)冬季輪胎胎面膠的工藝性能及其硫化膠力學(xué)性能的影響，下文將回答這一問(wèn)題。

圖1中列示了ТФ與пн-6的用量比對(duì)胎面膠料可塑度（п）及其門尼黏度的影響。由圖1可以看出，用5份ТФ代替пн-6時(shí)，膠料的可塑度增大。但是，若再增加ТФ的用量，可塑度便不再變化。門尼黏度與ТФ用量的關(guān)系具有極值特性，當(dāng)ТФ∶пн-6=15∶5～5∶15時(shí)，極值特性最低。

圖1 胎面膠料的可塑度п和門尼黏度(M)與ТФ跟пн-6用量比例的關(guān)系

圖2 示出了胎面膠的粘接強(qiáng)度與ТФ用量的復(fù)雜的相互關(guān)系。由圖2得知，以少量ТФ取代пн-6會(huì)使粘接強(qiáng)度急劇下降，這可能與ТФ削弱了橡膠大分子間物理（增塑）作用有關(guān)。在ТФ:пн-6=15∶5～10∶10范圍內(nèi)，粘接強(qiáng)度略有增大，當(dāng)ТФ用量再增加時(shí)，粘接強(qiáng)度卻會(huì)下降。膠料的粘合性隨增塑劑量的增加，呈單值下降。

圖2 胎面膠料粘接強(qiáng)度與ТФ跟пн-6用量比的關(guān)系

向膠料中加入增塑劑ТФ，可使其硫化進(jìn)程加快。由圖3可知，隨增塑劑ТФ量的增加，正硫化時(shí)間有規(guī)律地縮短。從ТФ:пн-6=10:10到20:0，硫化速率加快，交聯(lián)密度提高。以上事實(shí)表明，增塑劑ТФ參與了硫化反應(yīng)。

圖3 正硫化時(shí)間(t90)、交聯(lián)密度(Δ)與ТФ跟пн-6用量比的關(guān)系, 硫化條件:151℃, 30min

ТФ用量對(duì)膠料彈性復(fù)原的影響也比較復(fù)雜（見(jiàn)圖4所示）。當(dāng)其用量少于10份，彈性復(fù)原隨ТФ用量的增加，復(fù)原程度甚微。然而，當(dāng)ТФ用量達(dá)15份時(shí)，膠料的彈性復(fù)原躍升，隨后，略有下降。彈性復(fù)原的這種變化特性證明，在10～15份用量范圍內(nèi)，增塑的作用機(jī)制發(fā)生了變化，門尼黏度的極值特性（見(jiàn)圖1）和粘接強(qiáng)度（見(jiàn)圖2）可以證實(shí)這一點(diǎn)。

圖4 膠料彈性復(fù)原與ТФ跟пн-6用量比的關(guān)系

基于以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以認(rèn)為，增塑劑Тофинол對(duì)胎面膠料的工藝特性和硫化特性具有強(qiáng)烈的和非單一的作用。

[1]Мингазова Д Г等. Изучение влияния соотношения пластификатор тофинол:Мягчитель ПН-6 на свойства протекторной резины[J]. Каучук и резина, 2014(04):14-15.