科技動(dòng)態(tài)
增加實(shí)心輪胎舒適性，提升使用壽命的研究
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- 發(fā)布時(shí)間：2020-5-13 10:35:22
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實(shí)心輪胎其實(shí)已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的生產(chǎn)及使用的歷史。但隨著舒適性更好的充氣輪胎的發(fā)明，實(shí)心輪胎慢慢地從大眾的消費(fèi)市場(chǎng)消失了。近些年隨著共享單車在大江南北的普及，實(shí)心輪胎再一次回到了人們的視野之中。其實(shí)，實(shí)心胎一直在工業(yè)及工程應(yīng)用場(chǎng)景中存在著。
今天要聊一聊實(shí)心胎緩沖層的那點(diǎn)事。廣大的共享單車的用戶也應(yīng)該很明顯地感覺(jué)到共享單車上減震效果并不理想，其原因就是實(shí)心胎的緩沖層的吸震/減震效果不及充氣輪胎。但由于實(shí)心胎相比與充氣輪胎具有更好的安全性（不會(huì)爆胎）、更高的負(fù)載能力、更簡(jiǎn)單的日常維護(hù)等性能，實(shí)心胎目前仍然是一些工業(yè)輪胎的。所以給大家分享一個(gè)加拿大肯卡伯公司關(guān)于實(shí)心輪胎緩沖層的研究，為增加實(shí)心胎的舒適性及提升使用壽命提供了可行性思路。
THERMAX? N990 在實(shí)心輪胎中的應(yīng)用
在這項(xiàng)研究中，評(píng)估了用THERMAX ? MT 炭黑N990 替代爐法炭黑N660 對(duì)NR / SBR 實(shí)心輪胎的中間膠（也稱為緩沖層）膠料性能的影響。這些膠料需要具有適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)性能，以確保低生熱性和足夠長(zhǎng)的爆裂時(shí)間。
研究發(fā)現(xiàn), 使用THERMAX N990 的好處有:
1. 在保持填料分散等級(jí)的同時(shí)，混合功率消耗降低多達(dá)14％
2. 降低15%的動(dòng)態(tài)壓縮
3. 爆裂時(shí)間提高75%
4. 保持物理性能，例如拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率
實(shí)心輪胎緩沖層膠料測(cè)試配方列于表1。將N660 分別以25％，50％和75％的含量以2：1 的比例替換為N990，以保持80±5 的肖氏A硬度。對(duì)每個(gè)配方膠料收集門尼，MDR，硬度，拉伸，壓縮變形，回彈，動(dòng)力學(xué)特性和分散性。由俄亥俄州阿克倫市的Smithers Rapra，Inc. 進(jìn)行混合和測(cè)試。
表一、測(cè)試配方表
原料名稱 | 對(duì)比 | A | B | C |
TSR 20 | 50 | 50 | 50 | 50 |
SBR 1500 | 50 | 50 | 50 | 50 |
N330 | 55 | 55 | 55 | 55 |
N660 | 30 | 22.5 | 15 | 7.5 |
N990 | -- | 15 | 30 | 45 |
環(huán)烷油 | 10 | 10 | 10 | 10 |
氧化鋅 | 4 | 4 | 4 | 4 |
硬脂酸 | 2 | 2 | 2 | 2 |
防老劑6PPD | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
防老劑TMQ | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
促進(jìn)劑TBBS | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
促進(jìn)劑MBTS | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
促進(jìn)劑DTDM | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.4 |
硫磺 | 3 | 3 | 3 | 3 |
總份數(shù) | 209.2 | 216.7 | 224.2 | 231.7 |
1. 下圖是實(shí)驗(yàn)?zāi)z料的混合功耗。隨著N990 填充量的增加，混合動(dòng)力消耗降低，在75％的更換水平下，混合動(dòng)力消耗降低高達(dá)14％。
2. 下圖是實(shí)驗(yàn)?zāi)z料的光學(xué)色散率，可以看出所有膠料的填料分散均勻。
3. 下圖是實(shí)驗(yàn)?zāi)z料的MDR ML（160°C）和門尼粘度（100°C）。觀察到膠料的粘度的沒(méi)有明顯差異。
4. 下圖是實(shí)驗(yàn)?zāi)z料的焦燒時(shí)間，ts2 和Tc10。燒焦時(shí)間隨著N990 填充量的增加保持穩(wěn)定。
5. 下圖是實(shí)驗(yàn)?zāi)z料的硫化時(shí)間Tc50 和Tc90。從圖中可以看出隨著N990 填充量的增加硫化時(shí)間略增加。
6. 下圖是實(shí)驗(yàn)?zāi)z料的邵氏A 硬度。實(shí)驗(yàn)配方的膠料硬度均為80±5。
6. 下圖是實(shí)驗(yàn)?zāi)z料的邵氏A 硬度。實(shí)驗(yàn)配方的膠料硬度均為80±5。
8. 下圖所有實(shí)驗(yàn)?zāi)z料的斷裂伸長(zhǎng)率比較圖。從圖中可以看出其伸長(zhǎng)率的差異變化不大。
9. 下圖是所有實(shí)驗(yàn)?zāi)z料的回彈性數(shù)據(jù)。從圖可以看出隨著N990 的填充量增加，膠料的回彈性隨之提高。
0.下圖是用Goodrich flexometer 儀器對(duì)所有實(shí)驗(yàn)?zāi)z料的壓縮生熱測(cè)試數(shù)據(jù)圖。隨著N990 填充量的增加，動(dòng)態(tài)壓縮撓曲后的溫升趨于穩(wěn)定，并且降低了壓縮變形率。在*高替換水平上，壓縮變形率減少了15%。這個(gè)生熱測(cè)試使用是55 lbf 的靜載荷和0.175英寸（1 英寸=25.4mm）的沖程。
11.下圖是Goodrich flexometer 儀器對(duì)所有實(shí)驗(yàn)?zāi)z料的爆裂時(shí)間數(shù)據(jù)圖。從數(shù)據(jù)中可以看出即使在低替換水平下，爆裂時(shí)間也有顯著增加。在*高的替換水平上，爆裂時(shí)間幾乎增加了一倍。爆裂試驗(yàn)采用了110 lbf 的靜載荷和0.25 英寸的沖程。
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