1、E xxon TM鹵化丁基橡膠輪胎氣密層加工指南 摘要在輪胎中使用鹵化丁基橡膠氣密層可顯著改善氣密性，進(jìn)而提高輪胎的耐久性。氣密層中鹵化丁基橡膠的含量越高，輪胎的耐久性越好。鹵化丁基橡膠彈性體（如氯化丁基橡膠和溴化丁基橡膠）代表了在材料加工中需要特殊工序及預(yù)防措施的特種彈性體。此類預(yù)防措施包括較低的 Banbury 密煉機(jī)排膠溫度、特殊的壓延及擠出條件，并謹(jǐn)慎防止硫化后輪胎氣密層中形成氣泡。與含通用彈性體（如天然橡膠、聚丁二烯和苯乙烯丁二烯共聚物）的混煉膠相比，鹵化丁基橡膠氣密層混煉膠對(duì)收縮更為敏感。欠佳的加工條件也會(huì)導(dǎo)致氣密層組件的粘性和粘合性下降。本手冊(cè)提供了有關(guān)混煉和加工鹵化丁基橡膠混煉

2、膠以生產(chǎn)輪胎氣密層的資料。還介紹了有關(guān)防止形成氣密層氣泡、保持充分的組件粘性以便輪胎成型以及獲得混煉膠機(jī)械性能方面的一些基本原理。 目錄前言 4鹵化丁基橡膠含量與輪胎性能 6輪胎氣密層混煉膠示例 6鹵化丁基橡膠輪胎氣密層的加工 11工廠膠料和輪胎組件制備 11 丁基橡膠和鹵化丁基橡膠彈性體的加工 11 膠料的混煉 12 混煉膠的老化期 15 輪胎氣密層的壓延 16 壓延條件 16 壓型氣密層 22 輪胎氣密層的擠出 23 熱喂料擠出機(jī)設(shè)置 24 冷喂料擠出機(jī)設(shè)置 25 墊膠或隔離膠的電子束輻射 25 膠料和組件準(zhǔn)備清單 26輪胎成型 27 氣密層接頭 27 粘性和粘合性 27 輪胎氣密層中的氣

3、泡 29 氣密層收縮 32輪胎氣密層質(zhì)量和性能檢驗(yàn) 33氯化丁基橡膠與溴化丁基橡膠的加工及性能比較 34總結(jié) 35附錄 36 附錄 1：故障排除指南 36 附錄 2：業(yè)界公認(rèn)的促進(jìn)劑縮寫 38 附錄 3：業(yè)界公認(rèn)的聚合物縮寫以及異丁烯基彈性體添加劑縮寫 39參考資料 40免責(zé)聲明 41 前言異丁烯基彈性體包括丁基橡膠 (IIR、鹵化丁基橡膠 (HIIR、這些聚合物的星形支化異構(gòu)體，以及溴化異丁烯-對(duì) 甲基苯乙烯共聚物 (BIMSM。由于具備不滲透性、耐熱性和耐氧化性，這些聚合物在輪胎氣密層、內(nèi)胎、硫化膠囊和密封件，以及其它需要?dú)饷苄浴⒛蜔嵝?、耐氧化性的特殊領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用。丁基橡膠是在低于

4、-90°C 的溫度下經(jīng)氯甲烷稀釋溶液中的陽離子聚合反應(yīng)制成。丁基橡膠這些獨(dú)特的特性，加之較高的制造要求，使其不同于聚丁二烯橡膠 (BR、天然橡膠 (NR 和丁苯橡膠 (SBR 等通用橡膠 (GPR，而歸屬于特種彈性體之列1。隨著鹵化丁基橡膠在氣密層中的應(yīng)用，現(xiàn)代子午線輪胎在許多方面有了突破。在氣密層混煉膠中使用這類聚合物，可以改善氣密性，提高氣密層與輪胎胎體之間的粘合性，并提高輪胎耐久性。在商業(yè)用途中，氯化丁基橡膠 (CIIR 和溴化丁基橡膠 (BIIR 是丁基橡膠彈性體的兩種重要衍生物。圖 1 顯示了溴化丁基橡膠中含溴基團(tuán)的結(jié)構(gòu)2，3。大多數(shù)異戊二烯單元都是反式構(gòu)型。結(jié)構(gòu) II 是

5、溴化丁基橡膠中的主要結(jié)構(gòu)，占 50% 至 60%， 其次是結(jié)構(gòu) I，占 30% 至 40%。其余約有 5% 至 15% 為結(jié)構(gòu) III。結(jié)構(gòu) IV 通常只有 1% 至 3%。圖 1溴化丁基橡膠中的異戊二烯單元結(jié)構(gòu) 對(duì)照氯化丁基橡膠彈性體，結(jié)構(gòu) I 約占異戊二烯單元的 30%，結(jié)構(gòu) II 約占 60%，結(jié)構(gòu) III 只占鹵化異戊二烯的不到 1%，通常檢測(cè)不到，結(jié)構(gòu) IV 則最多占聚合物中異戊二烯的 10%（圖 2）。圖 2氯化丁基橡膠中的異戊二烯結(jié)構(gòu) 表 I 列舉了?？松梨诨す井?dāng)前供應(yīng)的部分商用牌號(hào)異丁烯基彈性體。表 I?？松梨谏逃门铺?hào)異丁烯基彈性體示例4 鹵化丁基橡膠含量與輪胎性能在輪

6、胎氣密層中使用氯化丁基橡膠和溴化丁基橡膠，可降低濕氣滲透性，并提高輪胎的氣密性。鹵化丁基橡膠彈性體經(jīng)常與天然橡膠或其它通用彈性體共混。雖然這可能有助于滿足某些特定要求，但會(huì)減弱輪胎氣密層的不滲透性。圖 3 說明了降低氣密層混煉膠中天然橡膠的含量對(duì)滲透性的影響?？梢钥吹?，溴化丁基橡膠含量為 100 份的混煉膠的滲透性最低，隨著天然橡膠含量的增加，滲透性隨之升高4。圖 4 說明了氣密層中溴化丁基橡膠含量對(duì)輪胎胎面抗分離性能的影響，此關(guān)系與混煉膠的滲透系數(shù)有直接聯(lián)系5。提高輪胎氣密層中鹵化丁基橡膠的含量雖然有好處，但也給橡膠技術(shù)人員帶來了諸多挑戰(zhàn)，如防止氣泡、最大限度減少組件收縮、獲得良好的氣密層與

7、胎體的粘合性等。輪胎氣密層混煉膠示例根據(jù)產(chǎn)品用途的不同，充氣輪胎可分為七大類別6，7。這些類別包括：1. 賽車及跑車輪胎。 2. 乘用車及客車輪胎3. 汽車總重低于 16,000 磅的輕型卡車及運(yùn)動(dòng)型多用途汽車 (SUV 輪胎。 4. 商用卡車輪胎。 5. 農(nóng)用輪胎。6. 汽車總重可達(dá) 300 噸的推土設(shè)備輪胎。 7. 飛機(jī)輪胎。輪胎氣密層最多可占輪胎膠料總重的 9%。氣密層必須提供充分的不滲透性、防水汽滲透性、胎體粘合性以及良好的耐龜裂性和耐疲勞性，因此它的重要性不言而喻。以上每種應(yīng)用中的輪胎往往采用不同類型的氣密層混煉膠。例如，轎車和賽車輪胎的氣密層厚度通常較薄，而且往往含有天然橡膠。添加

8、天然橡膠雖然對(duì)不滲透性有著不利影響，卻有助于提高生膠強(qiáng)度，防止露簾線，并有助于滿足加工要求。相反，商用卡車輪胎的鹵化丁基橡膠含量往往是最高的。此類型輪胎的氣密層較厚，采用高粘度的鹵化丁基橡膠，且生膠強(qiáng)度更高。 圖 3滲透系數(shù)隨混煉膠中溴化丁基橡膠含量的增加而降低 4 圖 4輪胎氣密層成分與胎面抗分離性能 5（轎車輪胎尺寸：205/65R15） 在輪胎氣密層中使用高含量鹵化丁基橡膠的好處顯而易見。不過，這也帶來了不少此類特種彈性體所獨(dú)有的加工難題。表 II 列出了適用于不同輪胎應(yīng)用的典型氣密層混煉膠示例及其典型機(jī)械特性。表 III 說明了氣密層混煉膠中每種原材料的基本功能，不過具體配方中不一定會(huì)

9、使用所有原材料。以下是針對(duì)不同應(yīng)用選擇鹵化丁基橡膠牌號(hào)的通用準(zhǔn)則：1. 如果氣密層較薄，且需要添加天然橡膠以提高生膠強(qiáng)度，那么應(yīng)優(yōu)先選用粘度較低的鹵化丁基橡膠。例如，乘用車輪胎氣密層。2. 如果要求氣密層較厚，即需要滿足極高氣密性要求（如商用卡車輪胎和飛機(jī)輪胎），那么應(yīng)優(yōu)先選用粘度較高的鹵化丁基橡膠。這樣可獲得更好的生膠強(qiáng)度，以簡(jiǎn)化輪胎制造工藝中的各種加工。3. 與其它通用彈性體共混時(shí)，鹵化丁基橡膠的粘度應(yīng)盡可能接近其它彈性體的粘度，以便于加工。4. 100% 鹵化丁基橡膠氣密層往往使用溴化丁基橡膠，因?yàn)樵谂c輪胎中的相鄰組件共硫化時(shí)，溴化丁基橡膠的硫化速度更快。5. 對(duì)于丁苯橡膠 (SBR 和

10、天然橡膠的共混物，應(yīng)優(yōu)先選用氯化丁基橡膠。例如，卡車斜膠輪胎氣密層和有內(nèi)胎卡車輪胎，其氣密層的天然橡膠含量最高可達(dá) 60 份。6. 星形支化溴化丁基橡膠 (SBB 的加工性和生膠強(qiáng)度特性都更好，可替代粘度相近的其它溴化丁基橡膠彈性體。溴化丁基橡膠與氯化丁基橡膠之間的主要差別在于碳-溴鍵的反應(yīng)活性較高。這是這兩種彈性體之間諸多差異的根源所在。溴化丁基橡膠的硫化速度更快，在聚合物中每摩爾鹵素的交聯(lián)密度更高，與其它不飽和橡膠的共硫化效果更好。過氧化物硫化體系對(duì)溴化丁基橡膠更有效，而基于硫磺或給硫劑的無鋅硫化體系只對(duì)溴化丁基橡膠有效8。溴化丁基橡膠的缺點(diǎn)是，它的焦燒時(shí)間比氯化丁基橡膠要短。此外，溴化丁

11、基橡膠還存在“門尼粘度蠕變”現(xiàn)象，膠料粘度會(huì)隨時(shí)間的推移而增加，因而必須規(guī)定較短的靜置期。?？松梨诨す镜木W(wǎng)站 ( 上提供了大量的參考?xì)饷軐幽z料及其特性。這些膠料說明了使用 EXXONTM 丁基橡膠、溴化丁基橡膠、氯化丁基橡膠和 Exxpro 聚合物可實(shí)現(xiàn)的性能，繼而為進(jìn)一步的開發(fā)研究提供一個(gè)起點(diǎn)。膠料中的另一個(gè)主要成分為炭黑。此材料的功用是改善加工性能、增強(qiáng)機(jī)械性能并幫助優(yōu)化成本。最后，膠料中還包含加工助劑（油、均勻劑）、增粘樹脂和硫化體系。 表 II參考輪胎氣密層膠料示例4 表 III丁基橡膠和鹵化丁基橡膠配合原料、填充量及功能說明（注釋：膠料中并不一定使用所有材料）材料典型含量（份）

12、功能鹵化丁基橡膠60.0 - 100.0聚合物。低粘度牌號(hào)有利于增強(qiáng)混煉、壓延和接頭完整性。炭黑 (GPF 50.0 - 65.0高粘度的鹵化丁基橡膠使用較少炭黑填充量， 以改善接頭和生膠強(qiáng)度。芳烴與脂肪烴 6.0 10.0提高粘合性、耐疲勞性。共混物作為增塑劑 和增容劑。環(huán)烷油 2.0 - 25.0耐焦燒性優(yōu)于芳烴油。石蠟油通常用于 石蠟油 丁基橡膠 (IIR，不過可與環(huán)烷油互換。增粘樹脂 1.0 - 4.0 酚醛樹脂可在寒冷天氣條件下為輪胎成型提供良好的長(zhǎng)期粘性（> 24 小時(shí)）。烴類樹脂用在溫暖環(huán)境中以控制粘性，提供更好的短期粘性（< 24 小時(shí)），促進(jìn)成型鼓脫模， 并提供更

13、長(zhǎng)的焦燒時(shí)間。硬脂酸 1.0 - 2.0 硫化活化劑。氧化鎂0.1 - 0.2通常為 0.15 份。提供焦燒安全性，并可幫助優(yōu)化硫化。由于它具有耐焦燒性，通常不與氯化丁基橡膠 (CIIR 結(jié)合使用。 氧化鋅 0.5 - 3.0 硫化體系。 硫磺 0.5 - 1.0 硫化劑。二硫化二苯并噻唑1.0 1.5促進(jìn)劑（可縮短或延長(zhǎng)焦燒時(shí)間和加快硫化速度）(MBTS參見注釋注釋：縮寫請(qǐng)參見附錄 2。 鹵化丁基橡膠輪胎氣密層的加工鹵化丁基橡膠彈性體在許多方面都與天然橡膠、丁苯橡膠或聚丁二烯橡膠等通用彈性體不一樣。因此，其加工過程往往側(cè)重于以下方面：1. 氣密層膠料和輪胎氣密層組件制備，包括原材料處理、混煉

14、、擠出和壓延工序。2. 輪胎成型，包括各種因素，如組件拉伸最小化、粘性、輪胎氣密層接頭完整性以及避免氣密層氣泡。3. 質(zhì)量控制，包括在整個(gè)輪胎成型過程中遵守規(guī)范、避免污染以及最終產(chǎn)品檢驗(yàn)。上述各個(gè)方面可認(rèn)為是依次進(jìn)行的。工廠膠料和輪胎組件制備用于輪胎成型的輪胎氣密層的制備始于輪胎廠對(duì)原材料的接收。許多購買商使用代碼或標(biāo)識(shí)號(hào)來接收橡膠。這不僅可建立與采購或技術(shù)指標(biāo)的連接，還可簡(jiǎn)化原材料識(shí)別，同時(shí)便于計(jì)算機(jī)編程。原材料應(yīng)具有用以證明其符合技術(shù)指標(biāo)的分析證書，如有需要，還應(yīng)具有物料安全數(shù)據(jù)表(MSDS。對(duì)原料接收進(jìn)行相應(yīng)記錄之后，在應(yīng)用于氣密層膠料制備之前，應(yīng)將原料在適當(dāng)條件下存放。丁基橡膠和鹵化丁

15、基橡膠聚合物需特別關(guān)注，因此，接下來將對(duì)它們進(jìn)行深入探討。丁基橡膠和鹵化丁基橡膠彈性體的加工材料工程師或配方人員需要重點(diǎn)注意以下三個(gè)質(zhì)量因素：i. 一致性和均勻性，ii. 包裝，iii. 污染。與許多合成橡膠一樣，生產(chǎn)的鹵化丁基橡膠彈性體的門尼粘度范圍很窄，因而可確?；鞜挼姆€(wěn)定性和均勻性。橡膠用低熔點(diǎn)的 EVA 薄膜包裝以確保在混煉過程中包裝膜熔化，并均勻分散于混煉膠中。應(yīng)避免橡膠中含有雜質(zhì)并保持聚合類添加劑含量足夠低，以免造成不良影響或與其它配合添加劑相互作用。丁基橡膠彈性體被認(rèn)為是與通用橡膠不相容。因此，這些聚合物與乙丙共聚物（二元乙丙橡膠 (EPM、三元乙丙橡膠 (EPDM）和聚氯丁烯（

16、氯丁橡膠 (CR）屬于同一類別。如果不相容聚合物與通用橡膠膠料混煉，會(huì)導(dǎo)致膠料耐磨性、撕裂強(qiáng)度以及粘合特性損失。在從擠出機(jī)排膠時(shí)可以看到擠出膠料呈條紋狀，也就是擠出機(jī)渦流。當(dāng)螺桿與機(jī)頭之間的間隙過大時(shí)，也可以觀察到此現(xiàn)象。 在進(jìn)行配合時(shí)，需要采取以下預(yù)防措施：1. 良好的整潔和清潔標(biāo)準(zhǔn)有助于避免丁基橡膠聚合物和丁基膠料與其它膠料之間的交叉污染。在可能的情況下，丁基橡膠和鹵化丁基橡膠彈性體應(yīng)盡量與其它橡膠分開放置，以防錯(cuò)誤地使用。應(yīng)實(shí)施相應(yīng)操作規(guī)范，以確保杜絕交叉污染。2. 將鹵化丁基橡膠和丁基橡膠置于不超過 40ºC 的烘房中，將有助于這些原料的混煉。但是，在烘房?jī)?nèi)的時(shí)間應(yīng)盡可能短，

17、不應(yīng)超過 72 小時(shí)。膠塊和存膠托盤周圍必須保持良好的空氣流通。3. 對(duì)于鹵化丁基橡膠料，建議采用專用的 Banbury 混煉機(jī)或密煉機(jī)混煉。4. 開煉機(jī)、擠出機(jī)和壓延機(jī)在進(jìn)行鹵化丁基橡膠膠料加工前后都應(yīng)進(jìn)行清潔。5. 在加工鹵化丁基橡膠料之前進(jìn)行設(shè)備準(zhǔn)備以及在加工之后進(jìn)行清潔時(shí)，使用天然橡膠清潔膠都非常有效。6. 在成型機(jī)崗位，不合格的原料應(yīng)予以正確標(biāo)記以便處置。有一種情況無需防止交叉污染，即在較大的輪胎中，多余的鹵化丁基橡膠料被摻入氣密層與簾布層之間的墊膠、阻隔或隔離層中。使用這種摻入消化法可以更好地控制多余的氣密層膠料。膠料的混煉橡膠塊應(yīng)置于正常的工廠工作溫度下。如果聚合物塊在混煉以前存

18、放于烘房中，那么烘房的溫度不應(yīng)超過 55ºC（建議 40ºC），且在烘房?jī)?nèi)的時(shí)間應(yīng)盡量短（如 48 小時(shí)）。對(duì)于鹵化丁基膠料，如含 EXXONTM 溴化丁基橡膠 2222 或 EXXONTM 溴化丁基橡膠 2255 的膠料，建議采用兩步法進(jìn)行混煉。第一步通常稱為第一段或非終煉段，具體過程如下：1. 將橡膠預(yù)熱至正常工作溫度。不要使用低溫或冷凍膠塊。2. 根據(jù)所用設(shè)備的不同，單車重量應(yīng)當(dāng)比類似比重的通用橡膠膠料高出 5% 至20%。 圖 5參考?xì)饷軐幽z料以及建議的混煉周期 注釋：請(qǐng)參見 這有助于防止橡膠中帶入空氣，并確保在混煉過程中產(chǎn)生足夠的剪切力。3. 設(shè)定單車重量時(shí)必須進(jìn)

19、行工藝試驗(yàn)。在此研究中應(yīng)考慮如下因素：混煉周期能耗、混煉時(shí)的溫升、Banbury 混煉機(jī)填充系數(shù)、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、上頂栓壓力、原料添加順序和時(shí)間，以及密煉機(jī)聲音和浮動(dòng)上頂栓位置等主觀因素。4. 圖 5 中給出了建議的混煉周期。多數(shù)情況下，在將聚合物、氧化鎂和加工助劑加入 Banbury 混煉機(jī)中時(shí)，壓下上頂栓，然后升起上頂栓，再加入炭黑、油等。當(dāng)配方中含諸如工藝分類橡膠牌號(hào) 10 (TSR10 的天然橡膠時(shí)，建議加入預(yù)塑煉步驟。如果使用恒定粘度 (CV 牌號(hào)（如 TSR 50CV）或合成聚異戊二烯，則無需預(yù)塑煉9。這種做法在 Banbury 的混煉能力有限的情況下更為重要。5. 加入聚合物和填料之后

20、，可添加油、樹脂、加工助劑、硬脂酸和所有剩余炭黑，以完成第一段配方。6. 鹵化丁基橡膠料的排膠溫度應(yīng)該在 125ºC 至 145ºC 之間，以防止橡膠發(fā)生脫鹵化氫反應(yīng)。相比而言，以溴化異丁烯-對(duì)甲基苯乙烯共聚彈性體 (BIMSM 為基礎(chǔ)的氣密層的排膠溫度可以在 150ºC 至 160ºC 范圍內(nèi)。7. 排膠溫度過高可導(dǎo)致混煉膠焦燒時(shí)間縮短，以及粘性和硫化粘合性的損失。8. 鹵化丁基橡膠料通常會(huì)停留在出片開煉機(jī)的冷輥。為最大限度減少包輥或粘后輥，應(yīng)保持前輥溫度低于后輥溫度（5°C 至 10°C 的溫差）。9. 與通用彈性體的混煉一樣，可

21、延遲添加增塑劑和油以促進(jìn)炭黑結(jié)合，并且可與油一起添加少量炭黑（最多 25%）以防膠料在轉(zhuǎn)子上打滑。10. 圖 6 的功率曲線表明，添加油的時(shí)間過早或過晚均可導(dǎo)致分散性差或者混煉周期變長(zhǎng)。如果為變速驅(qū)動(dòng)，可在塑煉和炭黑結(jié)合期間選擇高速，然后在混煉周期后期采用低速以保持較低的排膠溫度。在混煉時(shí)間不變的情況下，分散程度會(huì)隨著密煉機(jī)轉(zhuǎn)速的提升（能量輸入增大）而增加。第一段完成后，應(yīng)徹底干燥和冷卻出片后的母膠，然后再進(jìn)行終練。在混煉周期過程中，可以通過改變上頂栓壓力來改善分散性。混煉周期開始時(shí)采用高上頂栓壓力有助于縮短混煉時(shí)間并提高分散質(zhì)量。而足夠?qū)⒛z料壓住的較低的上頂栓壓力有助于保持較低的排膠溫度。第

22、二段，即混煉周期的終煉段或生產(chǎn)段，也是添加硫化體系的步驟。簡(jiǎn)而言之：1. 將一段膠或非終煉膠加入 Banbury 混煉機(jī)或密煉機(jī)中，同時(shí)加入包括氧化鋅、硫磺和促進(jìn)劑在內(nèi)的硫化劑。2. 與第一段或非生產(chǎn)段的混煉不同，在最后的終煉段，標(biāo)準(zhǔn)的 Banbury 填充系數(shù)便已足夠。3. 排膠溫度不應(yīng)超過 115ºC，最好介于 100ºC 至 105ºC 之間。105°C的排膠溫度有利于趕出殘留的水分。 圖 6在鹵化丁基橡膠氣密層膠料中添加油和炭黑的功率曲線 氧化鋅是鹵化丁基橡膠的一種硫化劑，只能在終煉段與硫化體系的其它成分一起加入。應(yīng)小心避免氧化鋅對(duì)炭黑回收系統(tǒng)的

23、污染8?？寡趸瘎┖涂钩粞鮿?，尤其是苯二胺會(huì)與鹵化丁基橡膠發(fā)生反應(yīng)。這可能成為污染源，應(yīng)在母膠段予以避免?；鞜捘z可被排至出片機(jī)或帶輥筒的擠出機(jī)。膠料出片后，加入防粘劑或隔離劑，然后通常通過掛簾系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。最后收皮時(shí)應(yīng)小心確保折疊的膠片之間無夾帶水分。對(duì)于非專用于氣密層膠料的密煉機(jī)，建議在混煉其它系列的不同膠料（如胎面膠）之前，采用清潔膠全面清潔密煉機(jī)?；鞜捄蟮柠u化丁基橡膠料的存儲(chǔ)時(shí)間應(yīng)盡可能短?；鞜捘z的停放期取決于混煉膠存儲(chǔ)區(qū)域的環(huán)境條件，因而差別很大。不過，存儲(chǔ)和計(jì)劃程序應(yīng)當(dāng)遵循膠料在混煉后 72 小時(shí)之內(nèi)使用的原則。多余的鹵化丁基橡膠料可按最高不超過10%被處置或摻入至墊膠或隔離層中。摻入

24、的混煉膠應(yīng)在 Banbury 混煉機(jī)或其它密煉機(jī)摻入，而不是在開煉機(jī)上添加，以確保分散充分。當(dāng)使用鹵化丁基橡膠含量為 100 份的氣密層時(shí)，不建議摻入含有通用橡膠的混煉膠，這會(huì)導(dǎo)致氣密層的不滲透性損失?；鞜捘z的老化期混煉膠的老化期與其成分組成和配方有關(guān)。母膠應(yīng)當(dāng)在 48 小時(shí)內(nèi)用完。從混煉到擠出或壓延，建議老化期最長(zhǎng)為 72 小時(shí)。不過，更重要的是，膠料每一天的老化期應(yīng)該保持一致。 U 輪胎氣密層的壓延壓延機(jī)可采用多種構(gòu)造，具有不同的復(fù)雜程度。氣密層混煉膠可通過擠出機(jī)或進(jìn)料開煉機(jī)傳送到壓延機(jī)。壓延后的膠片可通過不同構(gòu)造的冷卻筒傳送到最終卷取 系統(tǒng)10。以下列出了一些壓延機(jī)的構(gòu)造示例：1. 立式

25、兩輥壓延機(jī)，氣密層膠片繞過冷卻輥后與墊膠或隔離層貼合（圖 7）。 2. 立式三輥壓延機(jī)（圖 8）。3. 立式三輥雙復(fù)合（兩路）壓延機(jī)組（圖 9）。 4. 帶中輥偏移的立式三輥壓延機(jī)（圖 10）。5. 帶冷卻輥和下料皮帶的鹵化丁基橡膠氣密層壓延方案（圖 11）。 6. 立式四輥壓延機(jī)（圖 12）。7. 倒 L 形四輥壓延機(jī)配置（圖 13）。 8. Z 形四輥壓延機(jī)配置（圖 14）。根據(jù)工藝的不同，氣密層可采用織物或聚乙烯卷取。聚乙烯在粘性保持方面更勝一籌。壓延條件與通用橡膠混煉膠相比，鹵化丁基橡膠氣密層的壓延溫度較高，最高可能達(dá)到 121°C (250ºF。這有利于氣密層膠片

26、脫輥，并減少混煉膠中的殘留空氣。鹵化丁基橡膠料往往會(huì)粘冷輥。因此，建議輥筒之間保持 10ºC 至 15ºC 的溫差，以確保氣密層留在正確的輥筒上以利于生產(chǎn)的進(jìn)行。此外，溫度應(yīng)保持盡量低。建議將起始溫度設(shè)定如下： 冷輥 83ºC 熱輥 93ºC此外，了解以下其它事項(xiàng)有助于設(shè)定壓延工藝指標(biāo)。1. 可使用兩種類型的壓延機(jī)進(jìn)料系統(tǒng)：(i 擠出機(jī)，(ii 進(jìn)料開煉機(jī)系統(tǒng)。無論哪種系統(tǒng)，在壓延之前都需要充分預(yù)熱膠料。如果使用進(jìn)料開煉機(jī)系統(tǒng)，則其中一臺(tái)可用于混煉膠預(yù)熱，第二臺(tái)為壓延加工線供膠。保持 70ºC 的條狀進(jìn)料可降低空氣殘留幾率。此處不建議使用胎面擠

27、出生產(chǎn)線中所使用的中間開煉機(jī)或緩沖開煉機(jī)。2. 壓延機(jī)的進(jìn)料速度必須保持恒定，且混煉膠的接取應(yīng)保持恒溫。3. 壓延機(jī)輥間隙的滾動(dòng)堆積膠必須保持最少。4. 卷取溫度低于 40ºC 有利于混煉膠保持良好粘性。 5. 壓延機(jī)輥、冷卻筒以及卷取輥的速度應(yīng)當(dāng)同步。整個(gè)系統(tǒng)或“壓延機(jī)組”的速度差不應(yīng)超過卷取輥速度的 1.5% 至 2.0%。過度拉伸會(huì)導(dǎo)致收縮、厚度失真以及氣密層接頭分離。6. 壓延速度可以不同，但應(yīng)當(dāng)按照設(shè)備的最佳性能來設(shè)定。7. 壓延厚度通常為 0.5 毫米至 1.0 毫米。如果嘗試采用更薄的厚度，則可能會(huì)產(chǎn)生針孔或小點(diǎn)，從而導(dǎo)致破裂或達(dá)不到足夠的氣密性。表 IV 中列出了一些

28、硫化后輪胎氣密層厚度的常見示例。8. 建議將壓延氣密層先存儲(chǔ) 4 至 24 小時(shí)后再用于輪胎成型，以確保充分冷卻且應(yīng)力松弛，但又不至于損失粘性。一個(gè)好的控制方法是每天保持相同的存儲(chǔ) 時(shí)間。 圖 7帶卷取裝置的兩輥壓延機(jī)示意圖 10 圖 8三輥單路壓延機(jī)示意圖 10 圖 9立式三輥雙路壓延機(jī)組示意圖 10 圖 10帶中輥偏移的立式三輥壓延機(jī)示意圖 10 圖 11鹵化丁基橡膠氣密層方案 10 圖 12 四輥壓延機(jī) 10 圖 13倒 L 形四輥壓延機(jī)配置 10 圖 14Z 形四輥壓延機(jī) 10 表 IV輪胎氣密層名義厚度輪胎類型 氣密層厚度乘用車 0.4 - 1.0 毫米 輕卡 0.5 - 1.1 毫

29、米 商用卡車 2.0 - 2.5 毫米 推土機(jī)2.0 - 2.5 毫米9. 在某些情況中，氣密層由兩層壓延膠片貼合而成。這有助于通過總的氣密層厚度來消除針孔，不過應(yīng)當(dāng)注意防止殘留氣穴（圖 9、10、13）。 10. 氣密層卷繞包裝中應(yīng)無褶皺。壓型氣密層對(duì)于高寬比較大的輪胎而言，壓型氣密層很重要，這是因?yàn)樵谔ンw形成過程中，輪胎要經(jīng)過充氣、膨脹或成形步驟（圖 15）。成形步驟之后，再貼合帶束層、胎面和其它胎冠區(qū)域組件。在此成形步驟中，氣密層在中線區(qū)域會(huì)受到拉伸。因此，為補(bǔ)償此厚度損失，中線及相應(yīng)胎肩區(qū)域應(yīng)保持較厚的厚度，以確保最終硫化輪胎厚度均勻。氣密層中線與邊緣厚度保持 2.5:1.0 的比率，

30、是厚度優(yōu)化試驗(yàn)的一個(gè)較好參考初值。圖 15輪胎成形和氣密層壓型的重要性 6 輪胎氣密層的擠出擠出作為一種輪胎氣密層成型方法，普及程度越來越高，因?yàn)榕c壓延加工線及其配套的開煉機(jī)相比，擠出加工線所需的資金較少，而且運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備所需的操作人員也較少。擠出加工線有以下兩種類型（圖 16）：1. 熱喂料系統(tǒng)，為擠出機(jī)供應(yīng)帶狀混煉膠，進(jìn)料開煉機(jī)通常為兩臺(tái)，最多四臺(tái)。 2. 冷喂料擠出機(jī)，具較大長(zhǎng)徑比 (L/D，往往采用低得多的工作溫度。圖 16熱喂料擠出機(jī)和冷喂料擠出機(jī)簡(jiǎn)單示意圖 11 熱喂料擠出機(jī)配置 冷喂料擠出機(jī)設(shè)計(jì)擠出機(jī)由進(jìn)料箱、帶螺桿的機(jī)筒、過濾系統(tǒng)和口型組成，用于生產(chǎn)最終的混煉膠型材。擠出機(jī)螺桿在復(fù)

31、雜程度上各不相同，但大體上都由三個(gè)基本區(qū)域構(gòu)成：進(jìn)料箱下方的進(jìn)料區(qū)、壓縮區(qū)和計(jì)量區(qū)。在進(jìn)料區(qū)中，螺桿的螺紋保持適當(dāng)間距，以確?；鞜捘z高效流入機(jī)筒。隨后橡膠膠料進(jìn)入壓縮區(qū)，在此區(qū)域中，溫度隨著剪切力的提高而逐漸上升。隨后混煉膠進(jìn)入計(jì)量區(qū)，此區(qū)域中將積聚更多熱量，且粘度降低，然后進(jìn)入濾網(wǎng)（如果需要）和口型以形成剖面形狀。 熱喂料擠出機(jī)的機(jī)筒和螺桿通常要短一些，這是因?yàn)榛鞜捘z在進(jìn)入進(jìn)料箱時(shí)已經(jīng)過預(yù)熱，故壓縮區(qū)和計(jì)量區(qū)較短。套筒的長(zhǎng)徑比可從 4:1 至 6:1。冷喂料擠出機(jī)的機(jī)筒長(zhǎng)徑比較大，因?yàn)楸仨毥档突鞜捘z粘度、加熱混煉膠并增大壓力才能產(chǎn)出所需的剖面形狀或擠出膠片。長(zhǎng)徑比為 20:1 到 24:1。

32、應(yīng)定期監(jiān)測(cè)螺桿螺紋與機(jī)筒之間的間距，以最大限度降低流動(dòng)通道中的背壓和膠料渦流或回流。由于銷釘機(jī)筒擠出機(jī)中會(huì)產(chǎn)生湍流，可能會(huì)有殘留空氣。因此應(yīng)格外注意，在許多情況下可能需要卸除銷釘或有選擇地卸除銷釘（圖 17）。圖 17銷釘機(jī)筒擠出機(jī)中的銷釘配置圖示 熱喂料擠出機(jī)設(shè)置熱喂料擠出機(jī)的機(jī)筒溫度應(yīng)當(dāng)設(shè)定為 75ºC 到 80ºC。這可以防止最終擠出溫度不超過 100ºC。應(yīng)注意防止擠出機(jī)筒缺料，并避免氣密層中產(chǎn)生氣穴。建議采用擠出機(jī)強(qiáng)制進(jìn)料，以防擠出機(jī)筒缺料，并確保擠出機(jī)進(jìn)料速度均勻且穩(wěn)定。氣密層膠片通過帶壓型和輥筒口型板擠出。隨后氣密層通過一系列冷卻輥，并根據(jù)需要與墊膠

33、或隔離層膠貼合后再去卷取工位。通常，將兩批不同的氣密層混煉膠放在相鄰兩臺(tái)進(jìn)料開煉機(jī)上，隨后從這兩臺(tái)進(jìn)料開煉機(jī)向擠出機(jī)供應(yīng)的帶狀膠料在擠出機(jī)進(jìn)料箱處合二為一。這種摻混有利于改善輪胎中膠料的均勻性。此外，還應(yīng)考慮以下預(yù)防措施：1. 最大限度減小開煉機(jī)上的滾動(dòng)堆積膠以避免殘留空氣。2. 將橡膠帶狀進(jìn)料的溫度設(shè)定為 70°C +/- 5°C。這可以通過調(diào)整開煉輥的冷卻水流速來實(shí)現(xiàn)。3. 開煉輥的速比應(yīng)當(dāng)介于 1.05 - 1.10（前輥）：1.0（后輥）范圍內(nèi)。 4. 兩臺(tái)開煉機(jī)的工作順序通常為預(yù)熱機(jī)在前，進(jìn)料機(jī)在后。5. 鹵化丁基膠混往往包在溫度較低且轉(zhuǎn)速較快的輥上。這一點(diǎn)對(duì)于開

34、煉機(jī)工作條件的設(shè)置非常重要。 冷喂料擠出機(jī)設(shè)置由于停留時(shí)間較長(zhǎng)，冷喂料擠出機(jī)的機(jī)筒溫度必須低于熱喂料擠出機(jī)的溫度。建議將進(jìn)料箱溫度設(shè)定為 60ºC 至 70ºC，機(jī)筒中心溫度設(shè)定為 55ºC 至 65ºC，擠出機(jī)模頭和輥筒口型板溫度設(shè)定為 50ºC 至 60ºC。較高的輥筒口型溫度有利于防止熱的氣密層粘附在輥筒上，導(dǎo)致在傳輸至接取輸送帶系統(tǒng)時(shí)氣密層厚薄不均?？蓛?yōu)先選用擠出機(jī)強(qiáng)制進(jìn)料，以防擠出機(jī)筒缺料，并確保擠出機(jī)進(jìn)料速度均勻穩(wěn)定。以下列出了三種擠出口型：1. 簡(jiǎn)易擠出機(jī)，可生產(chǎn)類似較大內(nèi)胎的氣密層，然后在頂端切開。2. 帶輥筒口型的擠

35、出機(jī)，可生產(chǎn)寬度只基于口型寬度的膠片（見圖 18）。此類型具有很多優(yōu)點(diǎn)： 擠出模具成本最低。由于工作溫度較低，其產(chǎn)量比第一種類型更高，可與壓延機(jī)的產(chǎn)量相當(dāng)。 資金投入低于壓延加工線。 可生產(chǎn)壓型膠片。3. 擠出機(jī)配備有一個(gè)輥筒的輥筒模頭工藝，可提供壓延機(jī)工作寬度的膠片。這可控制壓延輥的滾動(dòng)堆積膠并將夾氣降至最低?？捎糜谏a(chǎn)極薄的型膠，如轎車輪胎所需的型膠。與輥筒口型工藝相比，其所需資金較多，但可更好控制厚度。圖 18銷釘擠出機(jī)和輥筒口型或輥筒模頭組合 墊膠或隔離膠的電子束輻射鹵化丁基橡膠混煉膠不能采用電子束輻射 (EBR 處理，因?yàn)檫@可能會(huì)引起聚合物的脫鹵化氫反應(yīng)。不過，可以通過處理墊膠，增強(qiáng)

36、生膠強(qiáng)度，從而在確保與簾布層良好粘合的前提下，最小化墊膠厚度，進(jìn)而使氣密層與墊膠或隔離膠厚度最小化。通常，輻射只作用于壓延膠片或擠出膠片簾布層一側(cè)的墊膠。 電子束加工裝置有三種基本設(shè)計(jì)：(i 掃描束裝置；(ii 線性單絲裝置；(iii 多絲裝置。所有這三種結(jié)構(gòu)都是在真空管中產(chǎn)生電子束輻射，發(fā)射的電子穿過含靜電場(chǎng)的加速器，增加其能量，該能量以電子伏特 (eV 為單位計(jì)量。電子束加工所涉及到的參數(shù)如后文所示。設(shè)備定義如下：1. 加速器電壓，即加速器陽極與陰極之間的電勢(shì)差。用千伏 (kV 或兆伏 (MV表示。電子束加工設(shè)備設(shè)計(jì)成能夠提供從 80 千伏直到 10 兆伏的電壓。 產(chǎn)生250 至 750

37、電子伏特的電子束設(shè)備可用于墊膠或隔離層加工。2. 電子束電流，以毫安 (mA 為單位。3. 電子束功率。膠料的處理與膠料線速度、電子束對(duì)膠料的穿透深度以及其強(qiáng)度有關(guān)。在經(jīng)輻射的橡膠膠料中，聚合物可能交聯(lián)或降解（表 V）。橡膠所承受的輻射量與加速電流有關(guān)，高能電子的穿透深度與加速電壓有關(guān)。墊膠或隔離膠在與氣密層貼合之前，可采用介于 2兆拉德和 7兆拉德的電子束進(jìn)行處理12。輻射處理通常只作用于緊鄰輪胎簾布層的墊膠一側(cè)。表 V聚合物對(duì)電子束輻射加工的反應(yīng)示例12，13交聯(lián) 降解丁苯橡膠 溴化丁基橡膠聚丁二烯橡膠 氯化丁基橡膠天然橡膠丁腈橡膠三元乙丙橡膠聚氨酯膠料和組件準(zhǔn)備清單總而言之，在進(jìn)行輪胎氣

38、密層膠的混煉和加工試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備一個(gè)清單來收集所建議的數(shù)據(jù)。在氣密層制備過程中建議考慮收集以下數(shù)據(jù)：1. 門尼粘度（ML1+4，100°C）2. 流變儀硫化特性、3. 抗收縮性、4. 壓型氣密層尺寸穩(wěn)定性，和/或5. 氣密層表面外觀。附錄 2 和 3 中列出了原材料的縮寫。附錄 1 中提供了氣密層混煉膠加工過程中所產(chǎn)生問題的故障排除指南。 輪胎成型氣密層通常是放入輪胎機(jī)械成型鼓上的第一或第二個(gè)組件。輪胎可通過一段或兩段成型。無論哪種情況，都有一些與氣密層和輪胎成型有關(guān)的重要注意事項(xiàng)。其中包括：1. 氣密層接頭構(gòu)造。2. 接頭和胎圈部位氣密層末端的粘性和粘合性。3. 避免氣泡，以及4

39、. 防止氣密層收縮。氣密層接頭當(dāng)接頭角度范圍為 10º 至 25º 時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用錐形接頭。在多層氣密層（即氣密層繞過成型鼓多于一圈）中，氣密層末端可能會(huì)形成裂紋（圖 19）。圖 19可最大限度減少或消除接頭開裂的錐形接頭 粘性和粘合性粘性是指兩個(gè)未硫化橡膠表面自接觸后，在中等壓力下短時(shí)間內(nèi)粘合在一起或防止分離的能力14。以下定義了兩種粘性類型：1. 自粘性，兩種材料具有相同化學(xué)成分情況下。2. 互粘性，兩種材料具有不同成分情況下。粘性的固有因素包括膠料的生膠強(qiáng)度，以及膠料在未硫化狀態(tài)下的抗變形性和抗斷裂性。 在輪胎制造中，未硫化橡膠組件的粘性或自粘性及生膠強(qiáng)度極為重要。粘

40、性性能需要進(jìn)行優(yōu)化。在成型操作過程中，過高的粘性值會(huì)給組件定位造成困難，并可能導(dǎo)致輪胎部件之間殘留空氣，從而產(chǎn)生硫化后缺陷。同時(shí)，又必須保證足夠的粘性，以使生胎組件在硫化工藝之前能粘合在一起。另外，為了防止輪胎發(fā)生蠕變而導(dǎo)致組件變形，或在硫化成型中發(fā)生拉伸，輪胎必須具備良好的生膠強(qiáng)度。在輪胎成型過程中，氣密層、簾布層或墊膠等橡膠組件應(yīng)滿足以下五個(gè)條件：1. 兩個(gè)橡膠組件表面必須緊密接觸以形成界面。2. 接觸程度與接觸時(shí)間內(nèi)所施壓力、橡膠粘度、表面微觀粗糙度、表面雜質(zhì)和吸附氣體有關(guān)（選擇棉質(zhì)或聚乙烯作為氣密層卷取襯布就顯得非常重要）。3. 為增大接觸面積，橡膠必須經(jīng)歷粘性流動(dòng)并排除殘留氣穴。此外

41、，粘性流動(dòng)應(yīng)當(dāng)令接觸期間界面的局部彈性應(yīng)力充分消散，以保持粘合。4. 實(shí)現(xiàn)分子接觸后，來自每個(gè)表面的聚合物鏈必須穿過初始界面擴(kuò)散開來。如果兩個(gè)表面之間的相互擴(kuò)散非常充分或徹底，那么界面將消失，且粘合強(qiáng)度等于材料本身的粘接強(qiáng)度。5. 成型之后，粘合強(qiáng)度必須足以抵擋斷裂之前的高應(yīng)力。粘性可通過使用增粘樹脂來進(jìn)行調(diào)節(jié)。鹵化丁基橡膠氣密層通常使用如下兩類增粘樹脂：酚醛樹脂和烴類樹脂。酚醛樹脂可提供最大程度的粘性，在較冷天氣條件下最為有效。不過，酚醛樹脂會(huì)影響硫化體系，并且在較熱天氣條件下會(huì)導(dǎo)致粘性 過大，給操作員處理組件造成困難。酚醛樹脂更適用于長(zhǎng)期粘性（超過 24 小時(shí)）情況下。還可以選擇使用烴類樹

42、脂，如 ExxonMobil ESCOREZTM 1102（表 VI）15。例如，在夏季和較熱天氣條件下，可能需要較低粘性，此時(shí)可采用烴類樹脂來替代酚醛樹脂。如果需要控制短期粘性，則應(yīng)優(yōu)先選用烴類樹脂。因此，可通過以下幾種方法來調(diào)節(jié)粘性：1. 混煉膠中的酚醛樹脂含量：樹脂含量范圍通常為 1.0 份到 5.0 份。2. 用烴類樹脂替代酚醛增粘樹脂或反之：烴類樹脂（例如 Escorez 1102）使用量接近于所替代的酚醛樹脂，通常為 2.0 份至 6.0 份。3. 提高油含量以降低混煉膠粘度并增大聚合物鏈的移動(dòng)性（相互擴(kuò)散）。4. 可通過以下措施來避免因加工所致的粘性損失：最大限度減少熱歷史。防止

43、因硬脂酸、蠟、硫磺或二硫化二苯并噻唑 (MBTS 過多而形成噴霜。表 II 中的配方示例給出了建議的原材料用量4。確保壓延或擠出之后充分冷卻。在輪胎成型之前，采用優(yōu)質(zhì)聚乙烯或聚丙烯襯布存儲(chǔ)氣密層。襯布應(yīng)當(dāng)保持潔凈，并且無任何外來雜質(zhì)。最大限度縮短氣密層存儲(chǔ)期或靜置期。避免采用棉質(zhì)或其它織物襯布，因?yàn)榭諝鈺?huì)在這些材質(zhì)的襯布中擴(kuò)散。5. 確保氣密層混煉膠具有足夠的抗焦燒性，并且不含可能引起早期交聯(lián)的物質(zhì)（如胺類）。 表 VIEscorez 烴類增粘樹脂示例15 與簾布層或墊膠的硫化粘合性通過以下條件來確保：兩個(gè)組件之間具有足夠的粘性、良好的聚合物鏈及硫化劑界面擴(kuò)散，以及使用粘合增強(qiáng)劑（如芳烴和脂肪

44、烴共混物）。不過，溴化丁基橡膠的使用尤其要注意，因?yàn)槠浞磻?yīng)活性較高，因而與天然橡膠、丁苯橡膠 (SBR 或聚丁二烯橡膠的共硫化程度更高1，2，3。如上所述，噴霜會(huì)對(duì)粘性造成不利影響。噴霜可由以下因素引起：1. 二硫化二苯并噻唑 (MBTS。2. 硬脂酸含量過高。3. 硫磺含量過高。4. 混煉膠中含有過多的蠟，尤其是石蠟。5. 混煉膠存儲(chǔ)時(shí)間過長(zhǎng)。6. 存儲(chǔ)溫度過高，使得分子遷移性增大，從而導(dǎo)致混煉膠中的某些成分噴霜。輪胎氣密層中的氣泡出現(xiàn)氣泡是令輪胎廠工程師們最為擔(dān)心的事情。氣泡可能出現(xiàn)在許多部位，如氣密層混煉膠中或氣密層與其它組件之間。多數(shù)情況下，用肉眼即可觀察到輪胎內(nèi)部的氣泡，或者可采用錯(cuò)

45、位散斑干涉法或全息照相術(shù)觀測(cè)是否有異常。造成氣泡及相關(guān)缺陷的原因多種多樣，并呈現(xiàn)出不同形式：1. 由殘留空氣引起的氣泡。2. 由水氣引起的氣泡。3. 由易揮發(fā)的有機(jī)材料（如溶劑和低分子量油）引起的癟泡。4. 由于例如噴霜造成局部缺乏粘性或粘合性。5. 外來雜質(zhì)。6. 由于氣穴破裂形成針孔（例如，在操作極薄氣密層時(shí)會(huì)發(fā)生這種情況）。7. 因硫化膠囊壓力和溫度不當(dāng)而留下褶皺或折痕。8. 硫化壓力不足以將空氣趕出輪胎胎體。 圖 20 顯示了含氯化丁基橡膠氣密層的輪胎中發(fā)現(xiàn)的氣泡示例10。氣泡可以由多種因素引起，并在不同位置發(fā)現(xiàn)。因此，在考慮氣泡的形成、位置、成因和避免方法時(shí)，應(yīng)注意以下列出的多個(gè)獨(dú)立

46、因素和預(yù)防措施：1. 混煉膠配方參數(shù)。應(yīng)考慮的因素包括：使用較高粘度的鹵化丁基橡膠聚合物或提高炭黑/油比例以增大混煉膠粘度，可以 減少氣泡數(shù)量。使用較大分子量加工油或低分子量組分含量極低的油。防止膠料硫化還原（避免使用可能出現(xiàn)硫化還原現(xiàn)象的硫化體系，如含有二硫化 四甲基秋蘭姆 (TMTD 或低分子量二硫代氨基甲酸鹽的硫化體系）。圖 20在氣密層內(nèi)、氣密層兩層之間以及氣密層與簾布層之間存在氣泡的氯化丁基橡膠氣密層示意圖10 圖 21不匹配硫化體系的影響15 使硫化速度匹配并調(diào)節(jié)焦燒安全性，以確保與簾布層和墊膠或隔離膠組件的良好 鍵合。圖 21 說明平衡欠佳的硫化體系會(huì)在輪胎內(nèi)的兩個(gè)組件之間產(chǎn)生不

47、良界面。162. 鹵化丁基橡膠 (HIIR 氣密層內(nèi)的氣泡。在鹵化丁基橡膠氣密層內(nèi)發(fā)現(xiàn)的氣泡：確保膠料混合充分，以排出彈性體和混煉膠中的空氣。在收皮時(shí)，確?；鞜捘z在出片、經(jīng)過防粘劑掛漿并通過 Banbury 混煉機(jī)輸送系統(tǒng) 或掛簾冷卻系統(tǒng)之后，膠片之間無殘留水漬。在最大限度減少氣穴形成方面，采用硬脂酸鋅替代軟粘土類隔離劑可能更有效10 （硬脂酸鋅可加速硫化并縮短焦燒時(shí)間，在使用時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎）。 最大限度減小開煉機(jī)和壓延機(jī)輥間隙上的滾動(dòng)堆積膠。 防止來自Banbury 混煉機(jī)密封圈和開煉機(jī)軸承的油污染。 氣密層擠出機(jī)使用強(qiáng)制進(jìn)料系統(tǒng)，以防擠出機(jī)筒缺料。 確保壓延機(jī)輥溫盡可能一致。將壓延后的或擠出

48、的氣密層存儲(chǔ)在有濕度控制的環(huán)境中。確保氣密層鹵化丁基膠料具適當(dāng)粘性和粘合性。3. 各層之間的氣泡。簾布層與氣密層之間的殘留空氣可能因以下原因造成： 組裝輪胎時(shí)壓合壓力不夠。此外，壓合應(yīng)當(dāng)從胎冠或中線向外進(jìn)行，并應(yīng)小心確 保壓合輥在胎冠靠攏，并不會(huì)在中線產(chǎn)生未處理的凹槽。簾布層和胎體簾線中的濕氣含量過高。濕度控制對(duì)于最大限度降低此水平很重要。4. 防止氣泡。在貼合氣密層與墊膠或隔離膠時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用擠壓輥，且擠壓輥壓力應(yīng)確保當(dāng)兩個(gè)組件接觸時(shí)其界面接觸均勻，并能夠排除空氣。接觸角應(yīng)當(dāng)?shù)扔?或大于 90°。在此操作過程中，如果氣密層粘度太低，則空氣還可能殘留在氣密層與墊膠之間。5. 收縮。收縮

49、是指壓延后或擠出后的氣密層的寬度縮小，可能發(fā)生在輪胎成型之前，也可能發(fā)生于輪胎成型與輪胎硫化之間。收縮可導(dǎo)致氣泡的形成。如果發(fā)生氣泡，請(qǐng)按照以下檢查表跟蹤：1. 確定氣泡的位置。2. 測(cè)量氣密層混煉膠的收縮率，并確保符合工廠的質(zhì)量保證的指標(biāo)。 3. 檢查焦燒安全性和硫化速度。4. 最小限度地縮短壓延或擠出與輪胎成型和硫化之間的膠料老化時(shí)間。 5. 檢查成型機(jī)壓合壓力，以及充氣或成形膠囊的情況。 6. 檢查氣密層供膠器是否對(duì)準(zhǔn)。7. 檢查相鄰組件的厚度和尺寸，如胎圈包布或趾口布。8. 檢查混煉程序，查看是否因 Banbury 混煉機(jī)填充系數(shù)和填充量過低而導(dǎo)致混煉中未排盡殘留空氣。出料溫度過低和以

50、及混煉時(shí)間過短也可能不足以排除 空氣。氣密層收縮與輪胎中的其它許多組件一樣，鹵化丁基膠氣密層也會(huì)出現(xiàn)收縮或尺寸穩(wěn)定性不佳的情況。而且多數(shù)情況下，氣密層的這種現(xiàn)象比其它組件更為嚴(yán)重。這會(huì)在輪胎成型時(shí)引發(fā)諸多問題，例如，接頭完整性不佳、與包括趾口布或胎圈包布在內(nèi)的胎體的粘合性差，以及氣密層開裂。輪胎成型之后過度的收縮甚至?xí)?dǎo)致氣密層從輪胎胎體上脫離?？赏ㄟ^以下簡(jiǎn)單的預(yù)防措施來盡量減少氣密層收縮：表 VII氣密層收縮測(cè)試間隔和結(jié)果解釋讀數(shù) 距測(cè)試開始時(shí)間 1 開始測(cè)量 2 1 分鐘 3 5 分鐘 4 10 分鐘 5 15 分鐘 6 30 分鐘 7 60 分鐘 8 2 小時(shí) 9 4 小時(shí) 10 壓延/

51、擠出后 24 小時(shí) 收縮率 評(píng)級(jí)0% - 4%優(yōu)異 5% - 6% 良好 7% - 10% 合格11% 及以上 需要評(píng)估混合、壓延、擠出和卷取設(shè)置。1. 較低門尼粘度（ML1+4，100°C）的混煉膠往往收縮率較少。2. 通過使用低分子量鹵化丁基橡膠或星形支化溴化丁基橡膠 (SBB，最大化混煉膠的應(yīng)力松弛速度。 3. 確保足夠的焦燒安全性。4. 避免采用芳烴油作為加工助劑。應(yīng)優(yōu)先選用石蠟油和環(huán)烷油。 5. 在壓延或擠出與卷取工位之間，避免拉伸氣密層。 6. 確保卷取溫度處于室溫與 高于室溫5°C 之間。 7. 切勿在成型時(shí)拉伸氣密層。收縮率的測(cè)量相當(dāng)簡(jiǎn)單。切下一米長(zhǎng)的壓延或

52、擠出氣密層，放在干凈的鋼桌上，鋼桌上撒有薄薄一層滑石粉或其它粉末。撒粉是為了防止氣密層粘附在桌面上。根據(jù)需要及混煉膠配方，測(cè)量樣品隨時(shí)間的長(zhǎng)度變化。表 VII 中列出了建議的時(shí)間間隔。為了便于數(shù)據(jù)說明，還可以評(píng)估抗收縮性。例如，24 小時(shí)內(nèi) 1% - 4% 的收縮結(jié)果可視為滿意?；蛘撸绻湛s超過 12%，則需要采取其它措施來進(jìn)行糾正。改變配方、改變摻入混煉膠的含量、提高混煉膠粘度、改變混煉膠混煉周期或當(dāng)專用設(shè)備不可用時(shí)改變混煉設(shè)備，都可能造成混煉膠抗收縮性的退化。輪胎氣密層質(zhì)量和性能檢驗(yàn)除了對(duì)氣密層進(jìn)行定量性能測(cè)試之外，對(duì)膠料和輪胎進(jìn)行主觀觀察也同樣重要。在以下四個(gè)時(shí)間對(duì)輪胎氣密層進(jìn)行質(zhì)量檢

53、驗(yàn)非常重要：1. 對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行總結(jié)時(shí)。2. 在定期進(jìn)行輪胎質(zhì)量保證檢驗(yàn)時(shí)（如，質(zhì)量保證 (QA 輪胎動(dòng)平衡試驗(yàn)）。 3. 當(dāng)生產(chǎn)中引入新的氣密層混煉膠時(shí)。4. 在動(dòng)平衡試驗(yàn)之后，或在試驗(yàn)場(chǎng)或車隊(duì)測(cè)試之后，檢驗(yàn)測(cè)試輪胎時(shí)。建議可從以下幾方面進(jìn)行觀察和檢測(cè)：1. 有無膠料降解的跡象。 2. 有無氣密層膠料開裂。 3. 氣密層中有無薄弱點(diǎn)。 4. 有無氣泡。5. 氣密層與簾布層或者墊膠或隔離膠有無脫開。 6. 有無分層。7. 輪胎胎趾區(qū)氣密層末端是否完整。 8. 接頭是否完整。對(duì)于肉眼不易觀察到的可能缺陷，可以使用錯(cuò)位散斑干涉法。氯化丁基橡膠與溴化丁基橡膠的加工及性能比較溴化丁基橡膠是生產(chǎn)中占主導(dǎo)

54、地位的異丁烯基聚合物。由于它具有不滲透性以及硫化體系普適性，因而成為了輪胎氣密層中的首選彈性體。為了便于說明，表 VIII 中列出了氯化丁基橡膠混煉膠的一些優(yōu)點(diǎn)，并與溴化丁基橡膠混煉膠的典型特性進(jìn)行了比較。根據(jù)輪胎開發(fā)工程師的需求以及工廠生產(chǎn)的需要，氯化丁基橡膠混煉膠（如用于輪胎氣密層的）可提供某些優(yōu)點(diǎn)。例如，當(dāng)要求混煉膠具有良好的耐焦燒性時(shí)，以及在某些需要長(zhǎng)時(shí)間高溫硫化以防止硫化還原的情況下。表 VIII氯化丁基橡膠與溴化丁基橡膠混煉膠的比較氯化丁基膠的優(yōu)點(diǎn)溴化丁基膠的優(yōu)點(diǎn)1. 耐焦燒性 2. 良好的不滲透性 3. 抗硫化返原性 4. 熱穩(wěn)定性 5. 混料無障礙操作1. 硫化誘導(dǎo)時(shí)間短2.

55、良好的不滲透性 3. 硫化速度快4. 易于與其它基材粘合 5. 可適應(yīng)廣泛的硫化體系類型 總結(jié)隨著鹵化丁基橡膠氣密層的推廣和使用，現(xiàn)代子午線輪胎在許多方面有了突破。在氣密層混煉膠中使用這類聚合物，可以改善氣密性，提高氣密層與輪胎胎體之間的粘合性，并提高輪胎耐久性。氣密層中鹵化丁基橡膠含量越高，輪胎的耐久性越好。鹵化丁基橡膠彈性體（如氯化丁基橡膠和溴化丁基橡膠）代表了在材料加工中需要特殊工序及預(yù)防措施的特種彈性體。這些預(yù)防措施包括較低的 Banbury 混煉機(jī)排膠溫度、特殊的壓延及擠出條件、最小化組件收縮率，并小心防止硫化胎氣密層中形成氣泡。與含通用彈性體（如天然橡膠、聚丁二烯橡膠或丁苯橡膠共聚物 (SBR）的混煉膠相比，鹵化丁基橡膠氣密層混煉膠對(duì)收縮更為敏感。欠佳的加工條件也會(huì)導(dǎo)致氣密層組件的粘性和粘合性下降。本手冊(cè)旨在介紹如何混煉和加工鹵化丁基橡膠料以生產(chǎn)輪胎氣密層。此外，還為制訂某些基本原理的檢查表提供了鋪墊，遵守這些基本原理即可防止形成氣密層氣泡、為輪胎成型保持充分的組件粘