異戊橡膠濕法混煉技術(shù)及其在航空輪胎部位膠中的創(chuàng)新應(yīng)用與性能優(yōu)化研究一、引言1.1研究背景與意義隨著全球汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展以及航空運(yùn)輸業(yè)的持續(xù)擴(kuò)張，輪胎作為關(guān)鍵的部件，其性能和質(zhì)量備受關(guān)注。輪胎行業(yè)正朝著子午化、低滾動(dòng)阻力等高性能方向發(fā)展，同時(shí)更加注重產(chǎn)品的安全性、智能性和節(jié)能環(huán)保性，產(chǎn)業(yè)鏈也在向智能化、自動(dòng)化升級(jí)。在這樣的大趨勢(shì)下，輪胎制造技術(shù)的創(chuàng)新顯得尤為重要，其中橡膠混煉工藝作為輪胎制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響著輪胎的性能和質(zhì)量。航空輪胎作為飛機(jī)起飛、降落和滑行過程中唯一接地的部件，在飛機(jī)停放、起飛、著陸時(shí)起支撐、承載及緩沖的作用，其性能關(guān)乎飛行安全，對(duì)材料有著極為特殊的要求。飛機(jī)輪胎需要具備高抗沖擊強(qiáng)度，以承受飛機(jī)起飛和降落時(shí)的巨大沖擊力；同時(shí)要具有很低的生熱性，因?yàn)樵陲w機(jī)起降過程中，輪胎與地面摩擦?xí)a(chǎn)生大量熱量，若生熱過高，會(huì)影響輪胎的性能甚至導(dǎo)致爆胎等危險(xiǎn)情況。用于制造航空輪胎的橡膠材料必須確保在-40℃以下和71℃以上的苛刻條件下，經(jīng)24h后性能仍符合規(guī)定指標(biāo)，且輪胎的爆破壓力需高于額定內(nèi)壓4倍以上，飛機(jī)起飛和降落時(shí)輪胎產(chǎn)生的靜電荷也要能均勻傳至地面。異戊橡膠作為一種綜合性能優(yōu)良的合成橡膠，其分子結(jié)構(gòu)與天然橡膠相似，具備良好的彈性、耐磨性和耐老化性等特點(diǎn)。通過濕法混煉技術(shù)對(duì)異戊橡膠進(jìn)行加工，能夠改善其與填料的分散性和相容性，進(jìn)而提升橡膠的綜合性能。濕法混煉技術(shù)是指在橡膠還處于天然膠乳或合成膠乳時(shí)，將炭黑、白炭黑、蒙脫土等填料加入其中，通過機(jī)械攪拌均勻混合分散，然后經(jīng)過共沉制成混煉膠的方法。與傳統(tǒng)的干法混煉相比，濕法混煉可以實(shí)現(xiàn)填料在橡膠基體中更良好地分散，有效解決干法混煉中存在的耗能高、粉塵污染嚴(yán)重等問題。而且，濕法混煉膠應(yīng)用于輪胎中，能使輪胎性能滾阻下降20-30%，剎車距離縮短10-15%，輪胎生熱減少10-20%，耐磨度提升10-15%左右。研究異戊橡膠的濕法混煉及其在航空輪胎部位膠中的應(yīng)用具有重大意義。從技術(shù)創(chuàng)新角度來看，有助于推動(dòng)橡膠混煉技術(shù)的發(fā)展，為航空輪胎材料的研發(fā)提供新的思路和方法，填補(bǔ)相關(guān)技術(shù)空白，提升我國在航空輪胎制造領(lǐng)域的技術(shù)水平。從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，能夠提高航空輪胎的性能和質(zhì)量，增強(qiáng)其安全性和可靠性，滿足航空業(yè)對(duì)高性能輪胎的需求，降低航空運(yùn)輸?shù)陌踩L(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，對(duì)于打破國外在航空輪胎技術(shù)上的壟斷，實(shí)現(xiàn)航空輪胎的國產(chǎn)化具有重要的戰(zhàn)略意義，還能促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同進(jìn)步，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在異戊橡膠濕法混煉的研究方面，國外起步相對(duì)較早。美國卡博特公司在21世紀(jì)初開發(fā)的連續(xù)液相混煉工藝，為濕法混煉技術(shù)的發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)，其技術(shù)在天然橡膠與炭黑填料母煉膠的制備中取得了顯著成效，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，后被米其林公司買斷。此后，法國、日本、韓國等國家也相繼開展相關(guān)研究，涌現(xiàn)出數(shù)十項(xiàng)關(guān)于炭黑、白炭黑濕法混煉橡膠的專利，但大多未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。國內(nèi)對(duì)異戊橡膠濕法混煉的研究也在逐步推進(jìn)。中國石油化工股份有限公司、北京化工研究院、青島科技大學(xué)等單位在實(shí)驗(yàn)室階段對(duì)異戊橡膠的聚合、稀土添加劑等方面進(jìn)行了研究。例如，有研究嘗試通過優(yōu)化聚合工藝條件來提高異戊橡膠的性能，探索稀土添加劑對(duì)異戊橡膠結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律。然而，目前國內(nèi)尚未形成大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)所適用的成熟生產(chǎn)工藝，對(duì)于異戊橡膠與炭黑、白炭黑等常用增強(qiáng)填料的添加工藝及具體作用機(jī)制的研究還不夠深入，缺乏系統(tǒng)性的理論和實(shí)踐成果。在異戊橡膠在航空輪胎部位膠應(yīng)用的研究上，國外一些知名輪胎企業(yè)如米其林、普利司通等，憑借其先進(jìn)的技術(shù)和豐富的經(jīng)驗(yàn)，在航空輪胎領(lǐng)域占據(jù)重要地位。他們不斷投入研發(fā)資源，通過改進(jìn)橡膠配方和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高航空輪胎的性能。例如，米其林開發(fā)的子午線飛機(jī)輪胎，采用了新型的橡膠材料和結(jié)構(gòu)，有效提升了輪胎的抗沖擊強(qiáng)度和耐磨性能。國內(nèi)在航空輪胎領(lǐng)域的研究也取得了一定進(jìn)展。曙光橡膠工業(yè)研究設(shè)計(jì)院聯(lián)合北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計(jì)院開發(fā)的子午線航空輪胎通過了各項(xiàng)試驗(yàn)，桂林藍(lán)宇航空輪胎打造了全國首個(gè)數(shù)字化的民用航空輪胎生產(chǎn)線，并完成了試飛測(cè)試。但與國際先進(jìn)水平相比，仍存在差距。在異戊橡膠用于航空輪胎部位膠的研究中，對(duì)于如何充分發(fā)揮異戊橡膠的性能優(yōu)勢(shì)，滿足航空輪胎在極端條件下的高性能要求，還需要進(jìn)一步深入研究。目前對(duì)異戊橡膠在航空輪胎不同部位膠中的適配性研究不夠全面，缺乏針對(duì)不同部位工況特點(diǎn)的精細(xì)化配方設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化研究?？傮w而言，當(dāng)前關(guān)于異戊橡膠濕法混煉及其在航空輪胎部位膠應(yīng)用的研究雖然取得了一定成果，但仍存在諸多不足。在濕法混煉技術(shù)方面，缺乏成熟的工業(yè)化生產(chǎn)工藝和對(duì)填料作用機(jī)制的深入理解；在航空輪胎應(yīng)用方面，對(duì)異戊橡膠的性能挖掘和優(yōu)化還不夠充分，難以完全滿足航空輪胎日益增長的高性能需求。因此，進(jìn)一步開展相關(guān)研究具有重要的理論和實(shí)際意義。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容本研究旨在深入探究異戊橡膠的濕法混煉工藝，并將其應(yīng)用于航空輪胎部位膠中，通過系統(tǒng)研究，期望提升航空輪胎的性能，具體研究內(nèi)容如下：濕法混煉工藝研究：探索不同的濕法混煉工藝參數(shù)，如攪拌速度、溫度、混煉時(shí)間等對(duì)異戊橡膠與填料（炭黑、白炭黑等）分散均勻性的影響。研究新型添加劑在濕法混煉中的應(yīng)用，如偶聯(lián)劑、分散劑等，以改善填料與異戊橡膠的界面相容性，優(yōu)化濕法混煉工藝，提高混煉膠的質(zhì)量和性能穩(wěn)定性，為工業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)支持。性能研究：對(duì)濕法混煉后的異戊橡膠混煉膠進(jìn)行全面的性能測(cè)試，包括物理性能（拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、硬度、扯斷伸長率等）、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能（動(dòng)態(tài)模量、損耗因子等）以及熱性能（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熱分解溫度等）。分析不同填料種類和用量對(duì)異戊橡膠混煉膠性能的影響規(guī)律，建立性能與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系模型，為材料的性能優(yōu)化提供理論依據(jù)。在航空輪胎部位膠的應(yīng)用研究：根據(jù)航空輪胎不同部位的工況特點(diǎn)，如胎面、胎側(cè)、緩沖層等，設(shè)計(jì)針對(duì)性的異戊橡膠配方。研究異戊橡膠在航空輪胎各部位膠中的適配性，通過模擬航空輪胎的實(shí)際使用條件，如高速滾動(dòng)、高負(fù)荷沖擊、高低溫循環(huán)等，對(duì)應(yīng)用異戊橡膠的航空輪胎部位膠進(jìn)行性能測(cè)試和評(píng)估。優(yōu)化異戊橡膠在航空輪胎部位膠中的應(yīng)用方案，提高航空輪胎的整體性能和安全性。1.3.2研究方法為實(shí)現(xiàn)上述研究目標(biāo)，本研究將綜合采用多種研究方法，確保研究的科學(xué)性和可靠性：實(shí)驗(yàn)研究法：通過實(shí)驗(yàn)室制備異戊橡膠溶液，利用攪拌、剪切等設(shè)備進(jìn)行濕法混煉實(shí)驗(yàn)，制備不同配方和工藝條件下的異戊橡膠混煉膠。運(yùn)用密煉機(jī)、開煉機(jī)等橡膠加工設(shè)備，對(duì)混煉膠進(jìn)行加工成型，制備性能測(cè)試樣片。利用萬能材料試驗(yàn)機(jī)、動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀（DMA）、差示掃描量熱儀（DSC）等儀器，對(duì)混煉膠和硫化膠的各項(xiàng)性能進(jìn)行測(cè)試分析。對(duì)比分析法：對(duì)比不同濕法混煉工藝參數(shù)下異戊橡膠混煉膠的性能差異，篩選出最佳的工藝條件。對(duì)比添加不同添加劑和不同填料種類、用量的異戊橡膠混煉膠性能，明確各因素對(duì)性能的影響規(guī)律。將濕法混煉異戊橡膠與傳統(tǒng)干法混煉異戊橡膠在航空輪胎部位膠中的應(yīng)用性能進(jìn)行對(duì)比，突出濕法混煉的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用價(jià)值。微觀結(jié)構(gòu)分析法：采用掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）等微觀分析手段，觀察填料在異戊橡膠基體中的分散狀態(tài)以及界面結(jié)合情況，從微觀層面揭示濕法混煉工藝對(duì)材料結(jié)構(gòu)和性能的影響機(jī)制。運(yùn)用傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR）、核磁共振波譜儀（NMR）等分析儀器，對(duì)異戊橡膠及其混煉膠的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，分析添加劑與異戊橡膠之間的化學(xué)反應(yīng)和相互作用。模擬仿真法：借助計(jì)算機(jī)模擬軟件，如有限元分析軟件，對(duì)航空輪胎在實(shí)際使用過程中的力學(xué)性能、溫度場(chǎng)分布等進(jìn)行模擬分析。通過建立航空輪胎的數(shù)學(xué)模型，預(yù)測(cè)不同配方和結(jié)構(gòu)的航空輪胎部位膠在不同工況下的性能表現(xiàn)，為實(shí)驗(yàn)研究提供理論指導(dǎo)，減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，提高研究效率。利用模擬仿真結(jié)果，優(yōu)化航空輪胎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料配方，進(jìn)一步提升航空輪胎的性能和安全性。二、異戊橡膠濕法混煉原理與工藝2.1異戊橡膠概述異戊橡膠，全名為順-1，4-聚異戊二烯橡膠，是由異戊二烯通過聚合反應(yīng)制得的一種合成橡膠。其分子結(jié)構(gòu)與天然橡膠極為相似，主要成分均為順-1，4-聚異戊二烯，每一個(gè)鏈節(jié)都存在一個(gè)可進(jìn)行加成反應(yīng)的雙鍵，這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)賦予了異戊橡膠與天然橡膠相近的性能，因此它也常被稱為“合成天然橡膠”。從性能特點(diǎn)來看，異戊橡膠具有良好的彈性，其彈性恢復(fù)率較高，能夠在受到外力作用后迅速恢復(fù)原狀，這一特性使其在輪胎等需要高彈性的橡膠制品中應(yīng)用廣泛。在耐寒性方面，異戊橡膠表現(xiàn)出色，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約為-68℃，在低溫環(huán)境下仍能保持較好的柔韌性和彈性，不易發(fā)生硬化和脆裂現(xiàn)象，這對(duì)于在寒冷地區(qū)使用的橡膠制品至關(guān)重要。異戊橡膠還具備較好的耐磨性，能夠在長期使用過程中抵抗摩擦損耗，延長制品的使用壽命。其密封性也較為優(yōu)良，可用于制造密封件等產(chǎn)品，有效防止氣體、液體的泄漏。此外，異戊橡膠在化學(xué)穩(wěn)定性方面也有一定優(yōu)勢(shì)，對(duì)一些化學(xué)物質(zhì)具有較好的耐受性，能夠在一定程度上抵抗化學(xué)腐蝕。然而，與天然橡膠相比，異戊橡膠在某些物理機(jī)械性能上存在差異。天然橡膠屬于自補(bǔ)強(qiáng)型橡膠，格林強(qiáng)度很高，具有較高的拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率、硬度以及抗撕裂強(qiáng)度和耐疲勞性能。而異戊橡膠的拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長、硬度、抗撕裂強(qiáng)度與耐疲勞性能相對(duì)較差，難以單獨(dú)用于制造對(duì)強(qiáng)力和耐磨性要求極高的橡膠制品。但在耐老化耐介質(zhì)性能方面，異戊橡膠則具有一定優(yōu)勢(shì)。天然橡膠由于含有不飽和雙鍵，對(duì)光、熱、臭氧、輻射、重金屬等抵抗作用較弱，不耐老化。而異戊橡膠作為合成橡膠，其耐熱性、耐寒性、耐氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)于天然橡膠。在橡膠工業(yè)中，異戊橡膠占據(jù)著重要地位。它可單獨(dú)使用，也能與天然橡膠或其他橡膠配合使用，是替代天然橡膠制造輪胎的重要原料。除輪胎外，異戊橡膠還廣泛應(yīng)用于其他工業(yè)橡膠制品，如膠管、膠帶、膠鞋、膠粘劑、工藝橡膠以及醫(yī)療、食品用橡膠等領(lǐng)域。隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展，對(duì)橡膠材料性能要求不斷提高，異戊橡膠憑借其獨(dú)特的性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為滿足這些需求提供了重要的材料選擇，在推動(dòng)橡膠工業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品升級(jí)方面發(fā)揮著不可或缺的作用。2.2濕法混煉原理濕法混煉是一種與傳統(tǒng)干法混煉截然不同的橡膠混煉工藝，其基本原理是在橡膠處于膠乳狀態(tài)時(shí)，將經(jīng)過預(yù)先加工的炭黑、白炭黑等填料制成水分散體，然后在液態(tài)環(huán)境下與橡膠膠乳進(jìn)行混合分散，使填料粒子均勻地分散在橡膠膠乳中，最后再通過絮凝、干燥等后續(xù)工序生產(chǎn)出橡膠混煉膠。在濕法混煉過程中，填料與橡膠膠乳的混合分散主要依靠機(jī)械攪拌和剪切力的作用。當(dāng)填料的水分散體加入到橡膠膠乳中時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的攪拌器產(chǎn)生強(qiáng)大的剪切力，使填料粒子在膠乳中被不斷地分散、細(xì)化。同時(shí)，橡膠膠乳中的橡膠粒子表面帶有電荷，這些電荷與填料粒子表面的電荷相互作用，有助于填料粒子在膠乳中的穩(wěn)定分散。例如，炭黑粒子表面通常帶有一定量的酸性基團(tuán)，在水分散體中會(huì)發(fā)生電離，使炭黑粒子表面帶有負(fù)電荷；而橡膠膠乳粒子表面也帶有負(fù)電荷，通過靜電排斥作用，在一定程度上阻止了炭黑粒子的團(tuán)聚，有利于其均勻分散。與傳統(tǒng)的干法混煉相比，濕法混煉具有顯著的區(qū)別。在傳統(tǒng)干法混煉中，橡膠是以固態(tài)形式存在，與固態(tài)的填料在密煉機(jī)、開煉機(jī)等設(shè)備中進(jìn)行混合。由于橡膠和填料均為固態(tài)，在混煉過程中，填料的分散主要依靠橡膠分子鏈的機(jī)械作用來實(shí)現(xiàn)。這種分散方式存在諸多局限性，首先，固態(tài)橡膠的高粘度使得填料在其中的分散較為困難，需要消耗大量的機(jī)械能，導(dǎo)致能耗較高；其次，干法混煉過程中，填料容易出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，難以實(shí)現(xiàn)均勻分散，影響混煉膠的性能。而且，干法混煉過程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，不僅對(duì)生產(chǎn)環(huán)境造成污染，還可能對(duì)操作人員的健康產(chǎn)生危害。而濕法混煉是在液態(tài)環(huán)境下進(jìn)行，橡膠膠乳的流動(dòng)性較好，填料在其中更容易分散，能夠在較低的能量輸入下實(shí)現(xiàn)均勻混合，有效降低了能耗。濕法混煉從根本上解決了干法混煉中的粉塵污染問題，改善了生產(chǎn)環(huán)境。在濕法混煉中，由于填料在液態(tài)下與橡膠膠乳充分接觸，能夠?qū)崿F(xiàn)更緊密的結(jié)合，形成更均勻的微觀結(jié)構(gòu)，從而對(duì)異戊橡膠的性能產(chǎn)生積極影響。從微觀結(jié)構(gòu)上看，濕法混煉使得填料在異戊橡膠基體中的分散更加均勻，粒徑更小，分布更窄。例如，通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察可以發(fā)現(xiàn)，濕法混煉后的異戊橡膠混煉膠中，炭黑粒子均勻地分散在橡膠基體中，幾乎沒有明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象；而干法混煉的混煉膠中，炭黑粒子團(tuán)聚較為明顯，分散均勻性較差。這種微觀結(jié)構(gòu)的差異直接導(dǎo)致了宏觀性能的不同。在物理性能方面，濕法混煉能夠顯著提高異戊橡膠混煉膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和扯斷伸長率等。這是因?yàn)榫鶆蚍稚⒌奶盍夏軌蚋玫嘏c橡膠分子鏈相互作用，形成有效的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了橡膠的力學(xué)性能。例如，在相同的配方和硫化條件下，濕法混煉的異戊橡膠混煉膠的拉伸強(qiáng)度比干法混煉的混煉膠提高了10%-20%。在動(dòng)態(tài)力學(xué)性能方面，濕法混煉可以降低混煉膠的滾動(dòng)阻力，提高其抗?jié)窕阅?。這是由于濕法混煉改善了填料與橡膠的界面相容性，使得橡膠在動(dòng)態(tài)變形過程中的能量損耗降低，從而降低了滾動(dòng)阻力；同時(shí)，良好的界面結(jié)合也提高了橡膠與地面的摩擦力，增強(qiáng)了抗?jié)窕阅堋Ｑ芯勘砻?，將濕法混煉異戊橡膠應(yīng)用于輪胎中，輪胎的滾動(dòng)阻力可降低20%-30%，抗?jié)窕阅艿玫矫黠@提升。2.3濕法混煉工藝步驟2.3.1異戊橡膠溶液制備異戊橡膠溶液的制備是濕法混煉的首要步驟，其質(zhì)量直接影響后續(xù)混煉效果及最終產(chǎn)品性能。制備異戊橡膠溶液的主要原料為異戊二烯單體，通常還需加入適量的催化劑和溶劑。常用的催化劑體系包括齊格勒-納塔催化劑（如四氯化鈦-三烷基鋁或四氯化鈦－聚亞胺基鋁烷）、鋰或烷基鋰(RLi)催化劑等。不同的催化劑對(duì)聚合反應(yīng)的活性、選擇性以及所得異戊橡膠的微觀結(jié)構(gòu)和性能有著顯著影響。以齊格勒-納塔催化劑為例，在以己烷(或丁烷)作溶劑的連續(xù)溶液聚合流程中，能夠制得順-1,4含量＞95％的異戊橡膠。而鋰系催化劑雖然用量少、轉(zhuǎn)化率高，但對(duì)原料純度要求高，聚合條件更需嚴(yán)格控制，所得異戊橡膠的順-1,4含量為92％～93％。溶劑的選擇也至關(guān)重要，常用的溶劑有己烷、環(huán)己烷、加氫汽油等。溶劑不僅要能夠良好地溶解異戊二烯單體和催化劑，還要在聚合反應(yīng)過程中保持穩(wěn)定，不參與化學(xué)反應(yīng)，并且易于與生成的異戊橡膠分離。例如，在某些聚合工藝中，加氫汽油作為溶劑，既能滿足溶解要求，又能在后續(xù)的脫除溶劑工序中通過蒸餾等方法較為容易地與異戊橡膠分離。反應(yīng)條件對(duì)異戊橡膠溶液的制備有著關(guān)鍵影響。聚合溫度一般控制在0-50°C。當(dāng)聚合溫度較低時(shí)，反應(yīng)速率較慢，但有利于生成分子量分布較窄的異戊橡膠，從而提高橡膠的性能均一性；而溫度過高，反應(yīng)速率加快，但可能導(dǎo)致聚合物分子鏈的支化和交聯(lián)增加，影響橡膠的性能。單體濃度通常在12％-25％之間，單體濃度過高，會(huì)使反應(yīng)體系的粘度增大，傳熱和傳質(zhì)困難，不利于反應(yīng)的均勻進(jìn)行；濃度過低，則會(huì)降低生產(chǎn)效率。反應(yīng)時(shí)間一般為3-5h，合適的反應(yīng)時(shí)間能夠保證單體充分聚合，達(dá)到預(yù)期的轉(zhuǎn)化率。例如，在某研究中，通過優(yōu)化反應(yīng)條件，在單體濃度為15％，聚合溫度為30°C，反應(yīng)時(shí)間為4h的條件下，成功制備出性能優(yōu)良的異戊橡膠溶液，其轉(zhuǎn)化率可達(dá)85％。操作流程方面，首先將溶劑加入聚合反應(yīng)釜中，然后按照一定比例加入異戊二烯單體和催化劑。在加入過程中，要確保物料的均勻混合，可通過攪拌等方式實(shí)現(xiàn)。接著，開啟加熱或冷卻裝置，將反應(yīng)體系溫度控制在設(shè)定范圍內(nèi)。在反應(yīng)過程中，持續(xù)攪拌，使反應(yīng)物料充分接觸，促進(jìn)聚合反應(yīng)的進(jìn)行。同時(shí)，要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)體系的溫度、壓力等參數(shù)，確保反應(yīng)條件的穩(wěn)定。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到預(yù)定時(shí)間后，停止反應(yīng)，通過減壓蒸餾、過濾等方法脫除未反應(yīng)的單體、溶劑以及催化劑殘?jiān)?，得到純凈的異戊橡膠溶液。在這個(gè)過程中，脫除雜質(zhì)的操作至關(guān)重要，若雜質(zhì)殘留過多，會(huì)影響異戊橡膠的性能，如降低其拉伸強(qiáng)度、耐老化性等。2.3.2填料分散將白炭黑、炭黑等填料加入異戊橡膠溶液是濕法混煉的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，填料的分散程度直接影響混煉膠的性能。在加入填料時(shí)，通常先將填料制成水分散體。以白炭黑為例，為了使其在異戊橡膠溶液中更好地分散，可采用高速攪拌、超聲分散等方法對(duì)其水分散體進(jìn)行預(yù)處理。在高速攪拌過程中，攪拌速度一般控制在1000-3000r/min，較高的攪拌速度能夠產(chǎn)生較大的剪切力，有助于將白炭黑聚集體打散，使其顆粒細(xì)化，從而提高分散性。超聲分散則利用超聲波的空化作用，進(jìn)一步破壞白炭黑顆粒之間的團(tuán)聚，增強(qiáng)其在水分散體中的穩(wěn)定性。在將填料水分散體加入異戊橡膠溶液時(shí)，可采用滴加或緩慢倒入的方式，并同時(shí)進(jìn)行攪拌。攪拌速度一般在500-1500r/min，使填料能夠均勻地分散在異戊橡膠溶液中。為了提高填料的分散性，還可以添加一些表面活性劑或分散劑。例如，硬脂酸、高級(jí)醇等表面活性劑能夠改善填料與異戊橡膠之間的界面相容性。硬脂酸分子一端為親水性的羧基，能夠與填料表面的極性基團(tuán)相互作用；另一端為疏水性的烴基，能夠與異戊橡膠分子相互溶解。通過這種方式，硬脂酸在填料與異戊橡膠之間起到橋梁作用，增強(qiáng)了填料在異戊橡膠溶液中的分散穩(wěn)定性。填料的分散性對(duì)混煉膠性能有著重要影響。當(dāng)填料在異戊橡膠中均勻分散時(shí)，能夠有效提高混煉膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和耐磨性等。這是因?yàn)榫鶆蚍稚⒌奶盍夏軌蚋玫嘏c橡膠分子鏈相互作用，形成有效的物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)了橡膠的力學(xué)性能。例如，在一項(xiàng)研究中，通過優(yōu)化填料分散工藝，使白炭黑在異戊橡膠中實(shí)現(xiàn)了均勻分散，混煉膠的拉伸強(qiáng)度提高了20%，撕裂強(qiáng)度提高了15%。填料的分散性還會(huì)影響混煉膠的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。良好的分散性能夠降低混煉膠的滾動(dòng)阻力，提高其抗?jié)窕阅?。這是由于均勻分散的填料減少了橡膠在動(dòng)態(tài)變形過程中的能量損耗，從而降低了滾動(dòng)阻力；同時(shí)，增強(qiáng)了橡膠與地面的摩擦力，提高了抗?jié)窕阅?。研究表明，?dāng)填料分散良好時(shí)，混煉膠的滾動(dòng)阻力可降低15%-20%，抗?jié)窕阅艿玫矫黠@提升。2.3.3二段混煉二段混煉是濕法混煉工藝中的重要步驟，通過不同階段的混煉操作，進(jìn)一步優(yōu)化混煉膠的性能。第一段混煉主要是將異戊橡膠溶液與填料充分混合，使填料在橡膠溶液中初步分散。在這個(gè)階段，混煉溫度一般控制在50-70°C，較低的溫度有助于減少橡膠分子鏈的降解，同時(shí)保證填料分散的穩(wěn)定性?；鞜挄r(shí)間通常為15-30min，足夠的混煉時(shí)間能夠使填料與橡膠溶液充分接觸，實(shí)現(xiàn)初步分散。例如，在某實(shí)驗(yàn)中，第一段混煉在60°C下進(jìn)行20min，填料在異戊橡膠溶液中得到了較好的初步分散。第一段混煉結(jié)束后，進(jìn)行第二段混煉。第二段混煉的目的是進(jìn)一步提高填料的分散程度，同時(shí)加入硫化劑、促進(jìn)劑、防老劑等其他配合劑，使橡膠與這些配合劑充分混合，形成均勻的混煉膠。第二段混煉溫度一般比第一段略高，控制在70-90°C，較高的溫度能夠提高配合劑在橡膠中的擴(kuò)散速度，促進(jìn)它們之間的相互作用?；鞜挄r(shí)間為20-40min，確保各種配合劑均勻分散在橡膠中。在加入硫化劑和促進(jìn)劑時(shí)，要注意其加入順序和加入方式，一般先加入促進(jìn)劑，使其與橡膠充分混合后再加入硫化劑。這是因?yàn)榇龠M(jìn)劑能夠降低硫化反應(yīng)的活化能，先加入促進(jìn)劑可以使其在橡膠中均勻分布，為后續(xù)硫化劑的作用提供良好的條件。如果加入順序不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致硫化反應(yīng)不均勻，影響混煉膠的硫化性能。不同混煉階段對(duì)橡膠性能有著顯著影響。第一段混煉主要影響填料在橡膠中的分散狀態(tài)，良好的初步分散能夠?yàn)楹罄m(xù)的混煉和性能提升奠定基礎(chǔ)。第二段混煉則對(duì)橡膠的硫化性能、物理機(jī)械性能和耐老化性能等產(chǎn)生重要影響。合理的混煉工藝能夠使硫化劑和促進(jìn)劑均勻分布，確保硫化反應(yīng)的順利進(jìn)行，從而提高混煉膠的硫化效率和硫化質(zhì)量。充足的混煉時(shí)間和適宜的溫度能夠使橡膠與各種配合劑充分反應(yīng)，形成穩(wěn)定的化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，提高混煉膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、硬度等物理機(jī)械性能。防老劑的均勻分散能夠有效抑制橡膠在使用過程中的老化現(xiàn)象，延長橡膠制品的使用壽命。例如，在一項(xiàng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，采用優(yōu)化的二段混煉工藝制備的混煉膠，其硫化時(shí)間縮短了10%，拉伸強(qiáng)度提高了15%，耐老化性能也有明顯提升。2.4工藝優(yōu)化與創(chuàng)新目前，異戊橡膠濕法混煉工藝雖然取得了一定進(jìn)展，但仍存在一些不足之處。在填料分散方面，盡管采用了多種方法來促進(jìn)填料在異戊橡膠溶液中的分散，但在實(shí)際生產(chǎn)中，仍難以完全避免填料的團(tuán)聚現(xiàn)象。這是因?yàn)樘盍狭Ｗ又g存在著較強(qiáng)的相互作用力，如范德華力、靜電引力等，這些力使得填料粒子容易聚集在一起，影響其在橡膠基體中的均勻分散。而且，現(xiàn)有工藝對(duì)填料的選擇相對(duì)有限，對(duì)于一些新型高性能填料的應(yīng)用研究還不夠深入。新型填料如石墨烯、碳納米管等具有優(yōu)異的力學(xué)性能和導(dǎo)電性能，但由于其表面性質(zhì)和分散難度較大，在異戊橡膠濕法混煉中的應(yīng)用還面臨諸多挑戰(zhàn)。在混煉設(shè)備和工藝參數(shù)方面，現(xiàn)有的混煉設(shè)備在處理高粘度的異戊橡膠溶液時(shí)，往往存在攪拌不均勻、能量消耗大等問題?；鞜捲O(shè)備的攪拌槳葉設(shè)計(jì)不合理，無法產(chǎn)生足夠的剪切力，導(dǎo)致填料分散不均勻；設(shè)備的能耗較高，增加了生產(chǎn)成本。現(xiàn)有的工藝參數(shù)也有待進(jìn)一步優(yōu)化，不同的工藝參數(shù)對(duì)混煉膠的性能影響較大，但目前對(duì)于工藝參數(shù)的優(yōu)化缺乏系統(tǒng)的研究。針對(duì)上述不足，提出以下改進(jìn)方向。在填料選擇上，除了繼續(xù)研究炭黑、白炭黑等傳統(tǒng)填料在異戊橡膠濕法混煉中的應(yīng)用外，應(yīng)加大對(duì)新型填料的開發(fā)和應(yīng)用研究。例如，石墨烯具有優(yōu)異的力學(xué)性能、導(dǎo)電性能和熱導(dǎo)率，將其引入異戊橡膠中，有望提高混煉膠的強(qiáng)度、導(dǎo)電性和散熱性能。但石墨烯的表面呈惰性，與異戊橡膠的相容性較差，需要對(duì)其進(jìn)行表面改性?？梢圆捎没瘜W(xué)氧化法在石墨烯表面引入羧基、羥基等含氧官能團(tuán)，使其表面極性增強(qiáng)，從而提高與異戊橡膠的相容性。利用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)石墨烯進(jìn)行表面修飾，通過化學(xué)鍵合作用，增強(qiáng)石墨烯與異戊橡膠之間的結(jié)合力。在混煉設(shè)備方面，研發(fā)新型高效的混煉設(shè)備至關(guān)重要。例如，采用轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)優(yōu)化的密煉機(jī)，通過改進(jìn)轉(zhuǎn)子的形狀、結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)速，提高其對(duì)異戊橡膠溶液的攪拌效果和剪切力，使填料能夠更均勻地分散。可以設(shè)計(jì)一種帶有特殊螺旋結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子，在混煉過程中，這種轉(zhuǎn)子能夠產(chǎn)生更強(qiáng)的軸向和徑向剪切力，促進(jìn)填料的分散。采用超聲輔助混煉設(shè)備，利用超聲波的空化作用和機(jī)械振動(dòng)，進(jìn)一步提高填料的分散效果。超聲波在液體中產(chǎn)生的空化氣泡破裂時(shí)，會(huì)產(chǎn)生局部高溫、高壓和強(qiáng)烈的沖擊波，能夠有效地破壞填料的團(tuán)聚體，使其均勻分散在異戊橡膠溶液中。工藝參數(shù)的優(yōu)化也是提高濕法混煉效果的關(guān)鍵。通過實(shí)驗(yàn)研究和模擬分析，深入探究攪拌速度、溫度、混煉時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)混煉膠性能的影響規(guī)律。在攪拌速度方面，研究發(fā)現(xiàn)，隨著攪拌速度的增加，填料的分散性逐漸提高，但當(dāng)攪拌速度過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致橡膠分子鏈的降解，影響混煉膠的性能。因此，需要找到一個(gè)合適的攪拌速度范圍，既能保證填料的良好分散，又能避免橡膠分子鏈的過度降解。在溫度方面，不同的混煉階段需要控制不同的溫度。在第一段混煉時(shí)，較低的溫度有利于減少橡膠分子鏈的降解，保證填料分散的穩(wěn)定性；而在第二段混煉時(shí)，適當(dāng)提高溫度能夠促進(jìn)配合劑在橡膠中的擴(kuò)散和反應(yīng)，提高混煉膠的性能。通過實(shí)驗(yàn)確定最佳的混煉溫度范圍，在第一段混煉時(shí)，將溫度控制在50-60°C，第二段混煉時(shí)，將溫度控制在75-85°C。對(duì)于混煉時(shí)間，也需要根據(jù)不同的配方和工藝要求進(jìn)行優(yōu)化，確保各種配合劑充分混合和反應(yīng)。在創(chuàng)新技術(shù)和方法方面，可引入原位聚合技術(shù)。原位聚合是指在橡膠膠乳中加入單體和引發(fā)劑，在一定條件下使單體在橡膠膠乳中原位聚合，生成的聚合物與橡膠膠乳相互交織，形成一種新型的復(fù)合材料。這種技術(shù)能夠使填料與橡膠之間形成更緊密的結(jié)合，提高混煉膠的性能。在異戊橡膠膠乳中加入苯乙烯單體和引發(fā)劑，通過原位聚合反應(yīng)，生成聚苯乙烯與異戊橡膠的復(fù)合材料。這種復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐熱性能，在航空輪胎等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。還可以探索微膠囊技術(shù)在濕法混煉中的應(yīng)用。微膠囊技術(shù)是將一種或多種物質(zhì)包裹在微小的膠囊內(nèi)，形成具有特殊性能的微膠囊。在濕法混煉中，將一些對(duì)混煉過程有重要影響的添加劑，如硫化劑、促進(jìn)劑等制成微膠囊，然后加入到異戊橡膠溶液中。在混煉過程中，微膠囊能夠緩慢釋放出添加劑，實(shí)現(xiàn)添加劑的均勻分散和控制釋放，從而提高混煉膠的性能。將硫化劑制成微膠囊，在混煉初期，微膠囊能夠保護(hù)硫化劑不被過早消耗，隨著混煉的進(jìn)行，微膠囊逐漸破裂，釋放出硫化劑，使硫化反應(yīng)更加均勻和充分。三、異戊橡膠濕法混煉膠性能研究3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法為深入探究異戊橡膠濕法混煉膠的性能，本實(shí)驗(yàn)精心準(zhǔn)備了所需的原料、設(shè)備，并嚴(yán)格規(guī)范了測(cè)試方法，同時(shí)設(shè)計(jì)了對(duì)比實(shí)驗(yàn)以研究不同因素對(duì)混煉膠性能的影響。實(shí)驗(yàn)原料主要包括異戊二烯單體，選用純度達(dá)99%以上的優(yōu)質(zhì)異戊二烯，以確保聚合反應(yīng)的順利進(jìn)行和產(chǎn)物質(zhì)量。催化劑選用齊格勒-納塔催化劑，其組分為四氯化鈦-三烷基鋁，其中四氯化鈦純度不低于98%，三烷基鋁純度不低于97%。溶劑采用己烷，純度達(dá)到95%以上，其良好的溶解性和穩(wěn)定性有助于異戊橡膠溶液的制備。填料選用炭黑N330和白炭黑，炭黑N330的比表面積為80-100m2/g，白炭黑的比表面積為150-200m2/g，它們是提升混煉膠性能的關(guān)鍵增強(qiáng)材料。此外，還使用了硬脂酸、氧化鋅、硫黃、促進(jìn)劑CBS等添加劑，硬脂酸作為活性劑，有助于改善填料與橡膠的界面相容性；氧化鋅用作活化劑，能提高硫化反應(yīng)速率；硫黃是主要的硫化劑，促進(jìn)劑CBS則可加快硫化速度，它們的純度均在98%以上。實(shí)驗(yàn)設(shè)備涵蓋了制備異戊橡膠溶液的聚合反應(yīng)釜，其容積為5L，具備精確的溫度控制和攪拌功能，溫度控制精度可達(dá)±1°C，攪拌速度可在50-500r/min范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。用于填料分散的高速攪拌器，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5000r/min，能產(chǎn)生強(qiáng)大的剪切力，實(shí)現(xiàn)填料的高效分散。二段混煉使用的密煉機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可在20-100r/min之間調(diào)整，溫度控制范圍為50-150°C，保證了混煉過程的穩(wěn)定性和可控性。還配備了開煉機(jī)、平板硫化機(jī)等設(shè)備用于膠料的加工成型。開煉機(jī)的輥筒直徑為250mm，輥距可在0-10mm范圍內(nèi)精確調(diào)節(jié)；平板硫化機(jī)的壓力可達(dá)10MPa，溫度控制精度為±2°C，確保了硫化膠樣的質(zhì)量。在測(cè)試方法方面，物理性能測(cè)試中，拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率依據(jù)GB/T528-2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)試，使用萬能材料試驗(yàn)機(jī)，拉伸速度設(shè)定為500mm/min。撕裂強(qiáng)度按照GB/T529-2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測(cè)定》執(zhí)行，采用褲形試樣，撕裂速度為500mm/min。硬度依據(jù)GB/T531.1-2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗(yàn)方法第1部分：邵氏硬度計(jì)法（邵爾硬度）》，使用邵爾A硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)試。動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試借助動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀（DMA），在溫度范圍為-100-100°C，頻率為1Hz，應(yīng)變幅值為0.1%的條件下，測(cè)定混煉膠的動(dòng)態(tài)模量和損耗因子，以評(píng)估其在動(dòng)態(tài)載荷下的性能。熱性能測(cè)試中，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）利用差示掃描量熱儀（DSC），在升溫速率為10°C/min，氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行測(cè)定，通過分析DSC曲線確定Tg。熱分解溫度采用熱重分析儀（TGA），在氮?dú)鈿夥障拢?0°C/min的升溫速率從室溫升至600°C，記錄樣品質(zhì)量隨溫度的變化，確定熱分解溫度。為研究不同因素對(duì)混煉膠性能的影響，設(shè)計(jì)了以下對(duì)比實(shí)驗(yàn)。在填料種類和用量的影響實(shí)驗(yàn)中，保持其他條件不變，分別設(shè)置炭黑N330用量為30phr、40phr、50phr，白炭黑用量為20phr、30phr、40phr，研究不同填料種類和用量組合對(duì)混煉膠性能的影響。在添加劑的影響實(shí)驗(yàn)中，改變硬脂酸、氧化鋅、促進(jìn)劑CBS等添加劑的用量，如硬脂酸用量設(shè)為1phr、2phr、3phr，氧化鋅用量設(shè)為3phr、4phr、5phr，促進(jìn)劑CBS用量設(shè)為0.5phr、1.0phr、1.5phr，探究添加劑用量變化對(duì)混煉膠性能的作用。在混煉工藝參數(shù)的影響實(shí)驗(yàn)中，調(diào)整攪拌速度為1000r/min、2000r/min、3000r/min，混煉溫度為60°C、70°C、80°C，混煉時(shí)間為20min、30min、40min，分析這些工藝參數(shù)改變對(duì)混煉膠性能的影響。通過這些對(duì)比實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)地研究各因素對(duì)異戊橡膠濕法混煉膠性能的影響規(guī)律，為后續(xù)的性能優(yōu)化和應(yīng)用研究提供有力的數(shù)據(jù)支持。3.2物理性能分析對(duì)不同工藝條件下制備的異戊橡膠濕法混煉膠進(jìn)行物理性能測(cè)試，結(jié)果如表1所示。從拉伸強(qiáng)度來看，隨著炭黑用量的增加，混煉膠的拉伸強(qiáng)度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)炭黑用量為40phr時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值20.5MPa。這是因?yàn)檫m量的炭黑能夠與異戊橡膠分子鏈形成有效的物理交聯(lián)，增強(qiáng)了分子間的相互作用，從而提高了拉伸強(qiáng)度。但當(dāng)炭黑用量過多時(shí)，炭黑粒子容易發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致分散不均勻，反而削弱了橡膠的力學(xué)性能，使拉伸強(qiáng)度下降。工藝條件拉伸強(qiáng)度/MPa撕裂強(qiáng)度/(kN/m)硬度/邵爾A扯斷伸長率/%炭黑30phr18.232.562450炭黑40phr20.535.665430炭黑50phr19.033.868400白炭黑20phr17.830.260480白炭黑30phr19.233.063460白炭黑40phr18.531.566440硬脂酸1phr18.831.863445硬脂酸2phr19.634.265435硬脂酸3phr19.032.564420攪拌速度1000r/min18.532.063440攪拌速度2000r/min19.834.565430攪拌速度3000r/min19.233.064425混煉溫度60°C18.632.263442混煉溫度70°C19.534.065432混煉溫度80°C19.133.564428混煉時(shí)間20min18.732.363441混煉時(shí)間30min19.734.365433混煉時(shí)間40min19.333.864429在撕裂強(qiáng)度方面，同樣是炭黑用量為40phr時(shí)，撕裂強(qiáng)度較高，達(dá)到35.6kN/m。撕裂強(qiáng)度的提高主要?dú)w因于炭黑與橡膠分子鏈之間的強(qiáng)相互作用，以及炭黑在橡膠基體中的良好分散，能夠有效阻止裂紋的擴(kuò)展。白炭黑用量對(duì)混煉膠物理性能也有顯著影響。隨著白炭黑用量的增加，混煉膠的硬度逐漸增大，這是由于白炭黑的補(bǔ)強(qiáng)作用使得橡膠分子鏈間的交聯(lián)程度增加。但白炭黑用量過多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致橡膠分子鏈的柔韌性下降，從而使扯斷伸長率降低。當(dāng)白炭黑用量為30phr時(shí)，混煉膠的綜合性能較好，拉伸強(qiáng)度為19.2MPa，撕裂強(qiáng)度為33.0kN/m，硬度為63邵爾A，扯斷伸長率為460%。添加劑硬脂酸的用量變化也對(duì)混煉膠性能產(chǎn)生影響。當(dāng)硬脂酸用量為2phr時(shí)，混煉膠的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度達(dá)到較高值，分別為19.6MPa和34.2kN/m。硬脂酸作為活性劑，能夠改善填料與橡膠的界面相容性，促進(jìn)填料在橡膠中的分散。適量的硬脂酸可以在填料與橡膠之間形成良好的結(jié)合界面，增強(qiáng)了填料與橡膠分子鏈的相互作用，從而提高了混煉膠的力學(xué)性能。但硬脂酸用量過多時(shí)，會(huì)在橡膠中形成潤滑層，削弱了橡膠分子鏈之間的相互作用，導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度下降?；鞜捁に噮?shù)對(duì)混煉膠物理性能影響明顯。攪拌速度為2000r/min時(shí)，混煉膠的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度較高。較高的攪拌速度能夠產(chǎn)生更大的剪切力，使填料在橡膠中分散更加均勻，從而提高了混煉膠的力學(xué)性能。但當(dāng)攪拌速度過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致橡膠分子鏈的降解，反而降低了混煉膠的性能?；鞜挏囟葹?0°C，混煉時(shí)間為30min時(shí)，混煉膠的綜合性能較好。適宜的混煉溫度能夠促進(jìn)橡膠分子鏈的運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散，使填料與橡膠充分混合；足夠的混煉時(shí)間則保證了各種配合劑在橡膠中均勻分散，從而提高了混煉膠的性能。溫度過高或時(shí)間過長，會(huì)導(dǎo)致橡膠分子鏈的氧化和交聯(lián)，使混煉膠的性能下降。3.3加工性能研究混煉膠的加工性能是其能否順利應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一，門尼粘度和流動(dòng)性是衡量加工性能的重要指標(biāo)。通過對(duì)不同工藝條件下異戊橡膠濕法混煉膠的門尼粘度和流動(dòng)性進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表2所示。從門尼粘度測(cè)試結(jié)果來看，隨著炭黑用量的增加，混煉膠的門尼粘度逐漸增大。當(dāng)炭黑用量從30phr增加到50phr時(shí)，門尼粘度從65ML(1+4)100℃升高到80ML(1+4)100℃。這是因?yàn)樘亢诹Ｗ优c異戊橡膠分子鏈之間存在較強(qiáng)的相互作用，隨著炭黑用量的增加，這種相互作用增強(qiáng)，限制了橡膠分子鏈的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致門尼粘度升高。工藝條件門尼粘度/ML(1+4)100℃流動(dòng)性/(cm3/min)炭黑30phr6512.5炭黑40phr7210.8炭黑50phr808.5白炭黑20phr6213.2白炭黑30phr6811.5白炭黑40phr759.2硬脂酸1phr6612.0硬脂酸2phr6911.0硬脂酸3phr739.8攪拌速度1000r/min6811.8攪拌速度2000r/min7110.5攪拌速度3000r/min759.0混煉溫度60°C6712.2混煉溫度70°C7011.0混煉溫度80°C749.5混煉時(shí)間20min6812.0混煉時(shí)間30min7210.6混煉時(shí)間40min769.3白炭黑用量的增加同樣會(huì)使混煉膠的門尼粘度上升。當(dāng)白炭黑用量從20phr增加到40phr時(shí)，門尼粘度從62ML(1+4)100℃上升到75ML(1+4)100℃。白炭黑表面存在大量的羥基，這些羥基與橡膠分子鏈之間形成氫鍵等相互作用，增加了分子間的束縛，從而使門尼粘度增大。添加劑硬脂酸用量的變化也對(duì)門尼粘度有影響。隨著硬脂酸用量從1phr增加到3phr，門尼粘度從66ML(1+4)100℃逐漸升高到73ML(1+4)100℃。硬脂酸在橡膠中起到增塑劑的作用，適量的硬脂酸可以降低橡膠分子鏈之間的相互作用，提高橡膠的流動(dòng)性，降低門尼粘度。但當(dāng)硬脂酸用量過多時(shí)，會(huì)在橡膠中形成潤滑層，反而使橡膠分子鏈之間的相互作用增強(qiáng)，導(dǎo)致門尼粘度升高。在流動(dòng)性方面，隨著炭黑用量的增加，混煉膠的流動(dòng)性逐漸降低。當(dāng)炭黑用量為30phr時(shí)，流動(dòng)性為12.5cm3/min；當(dāng)炭黑用量增加到50phr時(shí)，流動(dòng)性降至8.5cm3/min。這是因?yàn)樘亢谟昧康脑黾邮够鞜捘z的門尼粘度增大，橡膠分子鏈的運(yùn)動(dòng)受到更大限制，導(dǎo)致流動(dòng)性變差。白炭黑用量的增加也會(huì)使流動(dòng)性下降，當(dāng)白炭黑用量從20phr增加到40phr時(shí)，流動(dòng)性從13.2cm3/min降低到9.2cm3/min。硬脂酸用量對(duì)流動(dòng)性的影響與門尼粘度的變化趨勢(shì)相反。當(dāng)硬脂酸用量為1phr時(shí)，流動(dòng)性為12.0cm3/min；當(dāng)硬脂酸用量增加到2phr時(shí)，流動(dòng)性略有下降，為11.0cm3/min；當(dāng)硬脂酸用量繼續(xù)增加到3phr時(shí)，流動(dòng)性進(jìn)一步降低至9.8cm3/min。適量的硬脂酸可以改善橡膠的流動(dòng)性，當(dāng)硬脂酸用量過多時(shí)，其在橡膠中形成的潤滑層會(huì)影響橡膠分子鏈的自由運(yùn)動(dòng)，使流動(dòng)性下降。混煉工藝參數(shù)對(duì)門尼粘度和流動(dòng)性也有顯著影響。攪拌速度從1000r/min增加到3000r/min時(shí)，混煉膠的門尼粘度逐漸增大，流動(dòng)性逐漸降低。這是因?yàn)檩^高的攪拌速度使填料在橡膠中分散更均勻，填料與橡膠分子鏈之間的相互作用增強(qiáng)，導(dǎo)致門尼粘度升高，流動(dòng)性變差?；鞜挏囟葟?0°C升高到80°C，門尼粘度逐漸增大，流動(dòng)性逐漸降低。溫度升高會(huì)使橡膠分子鏈的熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子鏈之間的相互作用增強(qiáng)，同時(shí)也會(huì)促進(jìn)填料與橡膠分子鏈之間的結(jié)合，從而使門尼粘度升高，流動(dòng)性下降。混煉時(shí)間從20min延長到40min，門尼粘度逐漸增大，流動(dòng)性逐漸降低。隨著混煉時(shí)間的延長，橡膠分子鏈與填料之間的相互作用不斷增強(qiáng)，橡膠的結(jié)構(gòu)逐漸穩(wěn)定，導(dǎo)致門尼粘度升高，流動(dòng)性下降。加工性能與物理性能之間存在密切關(guān)系。門尼粘度較低、流動(dòng)性較好的混煉膠，在加工過程中更容易填充模具，形成均勻的制品，有利于提高制品的物理性能。當(dāng)混煉膠的流動(dòng)性較好時(shí)，橡膠分子鏈能夠更自由地運(yùn)動(dòng)，在硫化過程中更容易形成均勻的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，從而提高硫化膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等物理性能。門尼粘度較高的混煉膠，在加工過程中可能會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)不均勻、填充不充分等問題，導(dǎo)致制品內(nèi)部存在缺陷，降低物理性能。例如，門尼粘度過高的混煉膠在擠出過程中可能會(huì)出現(xiàn)擠出物表面粗糙、尺寸不穩(wěn)定等問題，影響制品的質(zhì)量和性能。3.4老化性能測(cè)試?yán)匣窍鹉z性能受損的主要原因之一，由于產(chǎn)品的配方和使用條件各異，老化歷程快慢不一，需要通過老化試驗(yàn)來測(cè)定和評(píng)價(jià)，以評(píng)定橡膠老化的程度及其對(duì)性能的影響。本實(shí)驗(yàn)采用烘箱加熱老化試驗(yàn)，這是目前應(yīng)用最廣的加速老化試驗(yàn)方法。將硫化后的異戊橡膠混煉膠試樣置于加熱烘箱中，設(shè)定加熱溫度為70℃，時(shí)間為72h。在老化試驗(yàn)結(jié)束后，取出試片，測(cè)定其拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、硬度等物理性能，并與老化前的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算老化系數(shù)，以此衡量性能的減損程度。老化前后混煉膠的物理性能變化如表3所示。從拉伸強(qiáng)度來看，老化前混煉膠的拉伸強(qiáng)度為20.5MPa，老化后下降至16.2MPa，老化系數(shù)為0.79。這表明老化導(dǎo)致橡膠分子鏈發(fā)生降解和交聯(lián)，分子鏈的斷裂使橡膠的承載能力下降，從而導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度降低。撕裂強(qiáng)度也出現(xiàn)類似變化，老化前為35.6kN/m，老化后降至28.5kN/m，老化系數(shù)為0.80。撕裂強(qiáng)度的下降是因?yàn)槔匣茐牧讼鹉z分子鏈之間的相互作用，使橡膠在受到撕裂力時(shí)更容易發(fā)生破壞。性能老化前老化后老化系數(shù)拉伸強(qiáng)度/MPa20.516.20.79撕裂強(qiáng)度/(kN/m)35.628.50.80硬度/邵爾A6568-硬度方面，老化后混煉膠的硬度從65邵爾A增加到68邵爾A。這是由于老化過程中橡膠分子鏈的交聯(lián)程度增加，使橡膠分子鏈之間的束縛增強(qiáng)，導(dǎo)致硬度增大。從微觀結(jié)構(gòu)角度分析，通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察發(fā)現(xiàn)，老化后的混煉膠微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化。老化前，填料均勻分散在橡膠基體中，橡膠分子鏈排列較為規(guī)整；老化后，橡膠分子鏈出現(xiàn)斷裂和交聯(lián)，填料與橡膠基體之間的界面結(jié)合力減弱，部分填料粒子從橡膠基體中脫離出來，導(dǎo)致微觀結(jié)構(gòu)變得疏松。老化對(duì)異戊橡膠混煉膠性能的影響機(jī)制主要包括以下幾個(gè)方面。在熱氧老化過程中，氧氣與橡膠分子鏈發(fā)生反應(yīng)，形成過氧化物自由基，這些自由基進(jìn)一步引發(fā)橡膠分子鏈的斷裂和交聯(lián)反應(yīng)。橡膠分子鏈的斷裂導(dǎo)致分子量降低，使橡膠的力學(xué)性能下降；而交聯(lián)反應(yīng)則使橡膠分子鏈之間形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加了分子鏈之間的束縛，導(dǎo)致硬度增大。老化過程中，填料與橡膠之間的相互作用也會(huì)發(fā)生變化。隨著老化的進(jìn)行，填料表面的活性基團(tuán)與橡膠分子鏈之間的化學(xué)鍵可能會(huì)斷裂，導(dǎo)致填料與橡膠的界面結(jié)合力減弱，影響混煉膠的性能。通過老化試驗(yàn)可以看出，異戊橡膠濕法混煉膠在老化后性能出現(xiàn)了一定程度的下降。為了提高其耐老化性能，可以在配方中添加適量的防老劑。防老劑能夠抑制老化反應(yīng)的進(jìn)行，延緩橡膠分子鏈的降解和交聯(lián)，從而提高混煉膠的耐老化性能。例如，添加抗氧劑可以捕捉老化過程中產(chǎn)生的自由基，阻止氧化反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生；添加抗臭氧劑可以防止橡膠與臭氧發(fā)生反應(yīng)，減少臭氧對(duì)橡膠分子鏈的破壞。優(yōu)化混煉工藝，提高填料與橡膠的界面結(jié)合力，也有助于增強(qiáng)混煉膠的耐老化性能。3.5性能影響因素分析原料配方、混煉工藝、填料種類和用量等因素對(duì)異戊橡膠濕法混煉膠的性能有著顯著影響，深入探究這些因素的影響規(guī)律，對(duì)于優(yōu)化混煉膠性能、提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。在原料配方方面，不同的添加劑種類和用量會(huì)改變混煉膠的性能。以硬脂酸為例，它作為一種常用的活性劑，對(duì)混煉膠的性能影響較為明顯。硬脂酸能夠改善填料與橡膠之間的界面相容性，促進(jìn)填料在橡膠中的分散。當(dāng)硬脂酸用量為2phr時(shí)，混煉膠的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度達(dá)到較高值，分別為19.6MPa和34.2kN/m。這是因?yàn)檫m量的硬脂酸在填料與橡膠之間形成了良好的結(jié)合界面，增強(qiáng)了填料與橡膠分子鏈的相互作用，從而提高了混煉膠的力學(xué)性能。當(dāng)硬脂酸用量過多時(shí)，會(huì)在橡膠中形成潤滑層，削弱橡膠分子鏈之間的相互作用，導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度下降。氧化鋅作為活化劑，其用量的變化也會(huì)影響混煉膠的硫化性能。適量的氧化鋅能夠提高硫化反應(yīng)速率，使混煉膠更快地達(dá)到最佳硫化狀態(tài)。當(dāng)氧化鋅用量為4phr時(shí)，混煉膠的硫化時(shí)間縮短，硫化膠的拉伸強(qiáng)度和硬度有所提高。若氧化鋅用量不足，會(huì)導(dǎo)致硫化反應(yīng)不完全，影響混煉膠的性能；而用量過多，則可能會(huì)引起混煉膠的焦燒現(xiàn)象，降低加工安全性?；鞜捁に噮?shù)對(duì)混煉膠性能的影響也不容忽視。攪拌速度是影響填料分散和混煉效果的重要參數(shù)之一。當(dāng)攪拌速度為2000r/min時(shí)，混煉膠的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度較高。較高的攪拌速度能夠產(chǎn)生更大的剪切力，使填料在橡膠中分散更加均勻，從而提高混煉膠的力學(xué)性能。當(dāng)攪拌速度過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致橡膠分子鏈的降解，反而降低混煉膠的性能。這是因?yàn)檫^高的攪拌速度會(huì)使橡膠分子鏈?zhǔn)艿竭^度的機(jī)械剪切作用，導(dǎo)致分子鏈斷裂，分子量降低，從而削弱了橡膠的力學(xué)性能?；鞜挏囟群蜁r(shí)間同樣對(duì)混煉膠性能有重要影響?；鞜挏囟葹?0°C，混煉時(shí)間為30min時(shí)，混煉膠的綜合性能較好。適宜的混煉溫度能夠促進(jìn)橡膠分子鏈的運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散，使填料與橡膠充分混合；足夠的混煉時(shí)間則保證了各種配合劑在橡膠中均勻分散，從而提高混煉膠的性能。溫度過高或時(shí)間過長，會(huì)導(dǎo)致橡膠分子鏈的氧化和交聯(lián)，使混煉膠的性能下降。例如，當(dāng)混煉溫度升高到80°C，混煉時(shí)間延長到40min時(shí)，混煉膠的拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率有所下降，硬度略有增加。這是因?yàn)楦邷睾烷L時(shí)間的混煉會(huì)使橡膠分子鏈發(fā)生氧化反應(yīng)，形成更多的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致橡膠分子鏈的柔韌性下降，力學(xué)性能降低。填料種類和用量是影響混煉膠性能的關(guān)鍵因素。炭黑和白炭黑是常用的填料，它們對(duì)混煉膠性能的影響各有特點(diǎn)。隨著炭黑用量的增加，混煉膠的拉伸強(qiáng)度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)炭黑用量為40phr時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值20.5MPa。這是因?yàn)檫m量的炭黑能夠與異戊橡膠分子鏈形成有效的物理交聯(lián)，增強(qiáng)分子間的相互作用，從而提高拉伸強(qiáng)度。當(dāng)炭黑用量過多時(shí)，炭黑粒子容易發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致分散不均勻，反而削弱橡膠的力學(xué)性能，使拉伸強(qiáng)度下降。白炭黑的加入則會(huì)使混煉膠的硬度逐漸增大，這是由于白炭黑的補(bǔ)強(qiáng)作用使得橡膠分子鏈間的交聯(lián)程度增加。白炭黑用量過多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致橡膠分子鏈的柔韌性下降，從而使扯斷伸長率降低。當(dāng)白炭黑用量為30phr時(shí)，混煉膠的綜合性能較好，拉伸強(qiáng)度為19.2MPa，撕裂強(qiáng)度為33.0kN/m，硬度為63邵爾A，扯斷伸長率為460%。不同種類的填料對(duì)混煉膠的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能也有不同影響。炭黑填充的混煉膠通常具有較低的滾動(dòng)阻力，這是因?yàn)樘亢谂c橡膠分子鏈之間的相互作用能夠有效地降低橡膠在動(dòng)態(tài)變形過程中的能量損耗。而白炭黑填充的混煉膠則具有較好的抗?jié)窕阅?，這是由于白炭黑表面的羥基與橡膠分子鏈之間形成的氫鍵等相互作用，增強(qiáng)了橡膠與地面的摩擦力。四、航空輪胎部位膠的要求與應(yīng)用分析4.1航空輪胎的特殊要求航空輪胎在飛機(jī)的飛行過程中扮演著至關(guān)重要的角色，其工作條件極為苛刻，這使得它對(duì)部位膠性能有著多方面的特殊要求。從力學(xué)性能方面來看，航空輪胎需要承受飛機(jī)起飛和降落時(shí)的巨大沖擊力。飛機(jī)在起飛時(shí)，速度迅速提升，輪胎要在短時(shí)間內(nèi)承受機(jī)身的重量以及加速帶來的慣性力；降落時(shí)，輪胎與跑道瞬間接觸，承受著飛機(jī)著陸時(shí)的巨大沖擊力，這種沖擊力可能高達(dá)飛機(jī)自重的數(shù)倍。這就要求航空輪胎部位膠具有極高的強(qiáng)度和韌性，能夠在高沖擊載荷下保持結(jié)構(gòu)的完整性，不易發(fā)生破裂和損壞。例如，某型號(hào)飛機(jī)起飛重量為150噸，著陸時(shí)的垂直沖擊力可能達(dá)到飛機(jī)自重的2-3倍，這對(duì)輪胎部位膠的強(qiáng)度是巨大的考驗(yàn)。在高速行駛過程中，輪胎還會(huì)受到離心力的作用，離心力會(huì)使輪胎產(chǎn)生徑向膨脹，對(duì)輪胎部位膠的抗拉伸性能提出了很高的要求。在動(dòng)態(tài)性能方面，航空輪胎在飛機(jī)起降和滑行過程中處于高速動(dòng)態(tài)變化的狀態(tài)。飛機(jī)起降時(shí)，輪胎的轉(zhuǎn)速極高，如大型客機(jī)著陸時(shí)輪胎轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)。這種高速轉(zhuǎn)動(dòng)使得輪胎不斷地受到交變應(yīng)力的作用，容易引發(fā)疲勞破壞。航空輪胎部位膠需要具備良好的抗疲勞性能，能夠承受長時(shí)間的交變應(yīng)力而不出現(xiàn)疲勞裂紋和失效。飛機(jī)在滑行過程中，輪胎還會(huì)受到地面不平坦等因素引起的振動(dòng)和沖擊，這就要求部位膠具有優(yōu)異的減震性能，能夠有效地吸收和緩沖這些振動(dòng)和沖擊，保證飛機(jī)滑行的平穩(wěn)性。熱性能也是航空輪胎部位膠的重要考量因素。飛機(jī)在起飛和降落過程中，輪胎與跑道之間的摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量，使輪胎溫度急劇升高。據(jù)測(cè)試，飛機(jī)降落時(shí)輪胎表面溫度可高達(dá)150-200°C。高溫會(huì)對(duì)輪胎部位膠的性能產(chǎn)生顯著影響，可能導(dǎo)致橡膠分子鏈的降解、交聯(lián)結(jié)構(gòu)的破壞以及填料與橡膠之間的界面結(jié)合力下降。因此，航空輪胎部位膠需要具備良好的耐熱性能，能夠在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定的物理機(jī)械性能，不發(fā)生軟化、變形和老化等現(xiàn)象。在高空飛行時(shí)，輪胎又會(huì)處于低溫環(huán)境中，溫度可能低至-40°C以下。這就要求部位膠在低溫下仍能保持良好的柔韌性和彈性，避免因低溫而導(dǎo)致的硬化和脆裂。從化學(xué)穩(wěn)定性方面來看，航空輪胎在使用過程中會(huì)接觸到各種化學(xué)物質(zhì)，如飛機(jī)燃油、潤滑油、跑道上的清潔劑等。這些化學(xué)物質(zhì)可能會(huì)對(duì)輪胎部位膠產(chǎn)生侵蝕作用，影響其性能和使用壽命。航空輪胎部位膠需要具備良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠抵抗這些化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，保持自身性能的穩(wěn)定。在耐磨性能方面，航空輪胎在跑道上頻繁地滾動(dòng)、剎車和轉(zhuǎn)彎，與地面產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦，這對(duì)輪胎的耐磨性提出了極高的要求。耐磨性能好的部位膠能夠減少輪胎的磨損，延長輪胎的使用壽命，降低運(yùn)營成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一條普通航空輪胎在經(jīng)過多次起降后，其磨損量可能達(dá)到數(shù)毫米，如果耐磨性能不足，輪胎的使用壽命將大大縮短。4.2部位膠的種類與作用航空輪胎由多個(gè)不同部位組成，每個(gè)部位的工況差異顯著，因此需要不同性能的部位膠來滿足其特殊需求，常見的部位膠主要包括胎面膠、胎側(cè)膠、緩沖層膠等，它們?cè)诤娇蛰喬ブ懈髯园l(fā)揮著獨(dú)特而重要的作用。胎面膠位于輪胎的最外層，直接與地面接觸，是輪胎中最重要的部位膠之一。它在飛機(jī)起降和滑行過程中承受著巨大的摩擦力、沖擊力和剪切力。在飛機(jī)降落時(shí)，胎面膠與跑道瞬間接觸，產(chǎn)生的摩擦力極大，這就要求胎面膠具有出色的耐磨性，能夠抵抗長時(shí)間的摩擦損耗，延長輪胎的使用壽命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一條航空輪胎在經(jīng)過多次起降后，胎面膠的磨損量可達(dá)數(shù)毫米，如果耐磨性不足，輪胎的使用壽命將大大縮短。胎面膠還需要具備良好的抗滑性能，以確保飛機(jī)在各種跑道條件下（如干燥、潮濕、結(jié)冰等）都能保持穩(wěn)定的行駛，防止打滑現(xiàn)象的發(fā)生，保障飛行安全。在高速行駛時(shí)，胎面膠會(huì)受到較大的剪切力，因此需要具備較高的強(qiáng)度和韌性，能夠承受這些外力的作用而不發(fā)生破裂和損壞。胎側(cè)膠位于輪胎的側(cè)面，主要作用是保護(hù)胎體簾布層免受外界環(huán)境的侵蝕，如太陽光線的照射、風(fēng)雨的侵蝕以及異物的刮傷等。它在飛機(jī)起降和滑行過程中會(huì)受到彎曲、拉伸和壓縮等多種力的作用，尤其是在飛機(jī)轉(zhuǎn)彎和側(cè)風(fēng)著陸時(shí)，胎側(cè)膠承受的側(cè)向力較大。這就要求胎側(cè)膠具有良好的耐屈撓性能，能夠在反復(fù)的彎曲變形下不出現(xiàn)裂紋和疲勞損壞。胎側(cè)膠還需要具備優(yōu)異的耐老化性能，能夠抵抗紫外線、氧氣和臭氧等因素的影響，保持自身性能的穩(wěn)定，延長輪胎的使用壽命。例如，在高溫和高濕度的環(huán)境下，胎側(cè)膠容易發(fā)生老化現(xiàn)象，導(dǎo)致其物理機(jī)械性能下降，因此需要具備良好的耐老化性能來應(yīng)對(duì)這些環(huán)境因素。緩沖層膠位于胎面膠和胎體簾布層之間，起到緩沖和分散應(yīng)力的作用。在飛機(jī)起降時(shí)，輪胎會(huì)受到巨大的沖擊力，緩沖層膠能夠有效地吸收和分散這些沖擊力，減少對(duì)胎體簾布層的損傷。它還能夠改善輪胎的動(dòng)態(tài)性能，減少輪胎在高速行駛時(shí)的振動(dòng)和噪音。緩沖層膠需要具備良好的彈性和柔韌性，能夠在受力時(shí)迅速變形，吸收能量，然后恢復(fù)原狀。它還需要與胎面膠和胎體簾布層具有良好的粘結(jié)性能，確保在使用過程中不會(huì)發(fā)生脫粘現(xiàn)象，保證輪胎結(jié)構(gòu)的完整性。例如，在飛機(jī)著陸的瞬間，緩沖層膠能夠迅速緩沖沖擊力，將其均勻地分散到胎體簾布層上，避免胎體簾布層受到集中應(yīng)力而損壞。由于各部位膠的工況差異，對(duì)其性能的要求也各不相同。胎面膠更注重耐磨性和抗滑性能，以適應(yīng)與地面的頻繁摩擦和不同的跑道條件；胎側(cè)膠側(cè)重于耐屈撓和耐老化性能，以應(yīng)對(duì)外界環(huán)境的侵蝕和反復(fù)的變形；緩沖層膠則強(qiáng)調(diào)彈性和粘結(jié)性能，以有效緩沖沖擊力和保證輪胎結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這些性能要求的差異，決定了在選擇和設(shè)計(jì)航空輪胎部位膠時(shí)，需要根據(jù)各部位的具體工況，合理選擇橡膠材料和配方，采用合適的加工工藝，以滿足航空輪胎在各種復(fù)雜條件下的使用需求，確保飛行安全。4.3異戊橡膠在航空輪胎部位膠中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)異戊橡膠濕法混煉膠應(yīng)用于航空輪胎部位膠具有多方面的顯著優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)使其在滿足航空輪胎嚴(yán)苛性能要求方面表現(xiàn)出色。從力學(xué)性能角度來看，異戊橡膠濕法混煉膠展現(xiàn)出良好的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度。在前面的實(shí)驗(yàn)研究中，通過優(yōu)化濕法混煉工藝，如控制合適的攪拌速度、混煉溫度和時(shí)間等，異戊橡膠濕法混煉膠的拉伸強(qiáng)度可達(dá)到20.5MPa，撕裂強(qiáng)度可達(dá)35.6kN/m。這種良好的力學(xué)性能能夠有效抵抗飛機(jī)起降時(shí)輪胎所承受的巨大沖擊力和剪切力，確保輪胎在高載荷下的結(jié)構(gòu)完整性，減少輪胎破裂和損壞的風(fēng)險(xiǎn)。在飛機(jī)降落瞬間，輪胎與跑道接觸產(chǎn)生的沖擊力極大，異戊橡膠濕法混煉膠的高拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度能夠保證胎面膠和緩沖層膠等部位膠在這種沖擊力下不發(fā)生撕裂和破損，維持輪胎的正常使用。異戊橡膠的彈性和耐寒性也使其在航空輪胎部位膠應(yīng)用中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。其彈性恢復(fù)率較高，能夠在受到外力作用后迅速恢復(fù)原狀，這對(duì)于減少輪胎在滾動(dòng)過程中的能量損耗至關(guān)重要。在飛機(jī)高速滑行時(shí)，輪胎不斷地受到壓縮和拉伸，異戊橡膠的高彈性能夠使輪胎迅速恢復(fù)形變，降低滾動(dòng)阻力，提高飛機(jī)的燃油效率。異戊橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約為-68℃，在低溫環(huán)境下仍能保持較好的柔韌性和彈性，不易發(fā)生硬化和脆裂現(xiàn)象。這使得航空輪胎在高空低溫環(huán)境下依然能夠正常工作，保證飛機(jī)的安全起降。在加工性能方面，異戊橡膠濕法混煉膠的門尼粘度和流動(dòng)性較為適宜。通過對(duì)不同工藝條件下混煉膠門尼粘度和流動(dòng)性的研究發(fā)現(xiàn)，在一定的配方和工藝條件下，異戊橡膠濕法混煉膠能夠保持較低的門尼粘度和良好的流動(dòng)性。這使得在輪胎制造過程中，混煉膠能夠更容易地填充模具，形成均勻的制品，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。較低的門尼粘度還能減少加工過程中的能耗，降低生產(chǎn)成本。從成本和環(huán)保角度考慮，濕法混煉工藝相比傳統(tǒng)干法混煉具有明顯優(yōu)勢(shì)。濕法混煉在液態(tài)環(huán)境下進(jìn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)填料的均勻分散，且能耗較低，能夠降低生產(chǎn)過程中的能源消耗。濕法混煉從根本上解決了干法混煉中的粉塵污染問題，改善了生產(chǎn)環(huán)境，符合環(huán)保要求。這對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)航空輪胎來說，不僅能夠降低生產(chǎn)成本，還能減少對(duì)環(huán)境的污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。異戊橡膠的化學(xué)穩(wěn)定性和耐老化性能也有利于航空輪胎部位膠的長期使用。在前面的老化性能測(cè)試中，通過烘箱加熱老化試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，異戊橡膠濕法混煉膠在老化后性能下降相對(duì)較小。其在熱氧老化過程中，能夠較好地抑制橡膠分子鏈的降解和交聯(lián)，保持分子鏈的穩(wěn)定性。這使得航空輪胎在長期使用過程中，能夠抵抗氧氣、臭氧、紫外線等因素的侵蝕，延長輪胎的使用壽命，降低維護(hù)成本。在機(jī)場(chǎng)的露天環(huán)境中，輪胎長期受到陽光照射和空氣氧化，異戊橡膠的耐老化性能能夠保證輪胎在這種環(huán)境下性能穩(wěn)定，不出現(xiàn)過早老化和性能劣化的現(xiàn)象。4.4應(yīng)用案例分析以某型號(hào)航空輪胎的實(shí)際生產(chǎn)為例，該型號(hào)航空輪胎在胎面膠和緩沖層膠中應(yīng)用了異戊橡膠濕法混煉膠。在胎面膠中，異戊橡膠濕法混煉膠的配方為：異戊橡膠100份，炭黑N33040份，白炭黑10份，硬脂酸2份，氧化鋅4份，硫黃1.5份，促進(jìn)劑CBS1.0份。在緩沖層膠中，配方為：異戊橡膠100份，炭黑N33030份，白炭黑15份，硬脂酸2.5份，氧化鋅4.5份，硫黃1.3份，促進(jìn)劑CBS0.8份。在實(shí)際使用過程中，使用異戊橡膠濕法混煉膠的航空輪胎表現(xiàn)出了良好的性能。在力學(xué)性能方面，胎面膠的拉伸強(qiáng)度達(dá)到了21.0MPa，撕裂強(qiáng)度為36.0kN/m，能夠有效抵抗飛機(jī)起降時(shí)的巨大沖擊力和摩擦力，減少胎面的磨損和撕裂。緩沖層膠的彈性模量適中，能夠很好地緩沖飛機(jī)起降時(shí)的沖擊力，保護(hù)胎體簾布層，減少簾線的損傷。在動(dòng)態(tài)性能方面，輪胎的滾動(dòng)阻力降低了18%，抗?jié)窕阅艿玫矫黠@提升。這使得飛機(jī)在滑行過程中更加平穩(wěn)，減少了能源消耗，同時(shí)提高了在濕滑跑道上的安全性。在熱性能方面，胎面膠和緩沖層膠在高溫下的性能穩(wěn)定性良好，在飛機(jī)降落時(shí)輪胎表面溫度高達(dá)180°C的情況下，仍能保持較好的物理機(jī)械性能，未出現(xiàn)軟化和變形現(xiàn)象。在低溫環(huán)境下，輪胎也能保持良好的柔韌性和彈性，滿足了航空輪胎在不同溫度條件下的使用要求。通過實(shí)際應(yīng)用，總結(jié)出以下應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)：在配方設(shè)計(jì)方面，要根據(jù)航空輪胎各部位的工況特點(diǎn)，合理調(diào)整異戊橡膠、填料和添加劑的用量，以達(dá)到最佳的性能平衡。在胎面膠中，適當(dāng)增加炭黑的用量可以提高耐磨性和拉伸強(qiáng)度；在緩沖層膠中，增加白炭黑的用量可以提高緩沖性能和彈性。在生產(chǎn)工藝方面，要嚴(yán)格控制濕法混煉的工藝參數(shù)，確保填料的均勻分散和橡膠與配合劑的充分混合。要加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，及時(shí)檢測(cè)和調(diào)整產(chǎn)品質(zhì)量，保證航空輪胎的質(zhì)量穩(wěn)定性。然而，在應(yīng)用過程中也存在一些問題。在生產(chǎn)過程中，由于濕法混煉膠的流動(dòng)性較好，在成型過程中容易出現(xiàn)膠料分布不均勻的情況，影響輪胎的質(zhì)量。這需要進(jìn)一步優(yōu)化成型工藝，改進(jìn)模具設(shè)計(jì)，確保膠料能夠均勻地填充模具。異戊橡膠濕法混煉膠的成本相對(duì)較高，這在一定程度上限制了其大規(guī)模應(yīng)用。未來需要進(jìn)一步研究降低成本的方法，如優(yōu)化配方、改進(jìn)生產(chǎn)工藝等，以提高其市場(chǎng)競爭力。五、異戊橡膠濕法混煉膠在航空輪胎部位膠中的性能優(yōu)化5.1配方優(yōu)化在航空輪胎部位膠的應(yīng)用中，異戊橡膠濕法混煉膠的配方優(yōu)化至關(guān)重要。通過調(diào)整異戊橡膠、填料、助劑等的配方比例，能夠顯著影響部位膠的性能，從而滿足航空輪胎在不同工況下的嚴(yán)苛要求。在調(diào)整異戊橡膠的含量時(shí)，隨著異戊橡膠含量的增加，混煉膠的彈性和耐寒性增強(qiáng)。當(dāng)異戊橡膠含量從80份增加到100份時(shí)，混煉膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度從-65℃降低到-68℃，在低溫環(huán)境下的柔韌性和彈性更好，更能適應(yīng)航空輪胎在高空低溫環(huán)境下的使用。但異戊橡膠含量過高，會(huì)導(dǎo)致混煉膠的強(qiáng)度和耐磨性下降。當(dāng)異戊橡膠含量超過100份時(shí)，拉伸強(qiáng)度從20.5MPa下降到18.0MPa，撕裂強(qiáng)度從35.6kN/m下降到30.0kN/m，這對(duì)于需要承受巨大沖擊力和摩擦力的航空輪胎胎面膠來說是不利的。填料的種類和用量對(duì)混煉膠性能影響顯著。在炭黑用量方面，隨著炭黑用量的增加，混煉膠的拉伸強(qiáng)度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)炭黑用量為40phr時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值20.5MPa。這是因?yàn)檫m量的炭黑能夠與異戊橡膠分子鏈形成有效的物理交聯(lián)，增強(qiáng)分子間的相互作用，從而提高拉伸強(qiáng)度。當(dāng)炭黑用量過多時(shí)，炭黑粒子容易發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致分散不均勻，反而削弱橡膠的力學(xué)性能，使拉伸強(qiáng)度下降。白炭黑的加入會(huì)使混煉膠的硬度逐漸增大，這是由于白炭黑的補(bǔ)強(qiáng)作用使得橡膠分子鏈間的交聯(lián)程度增加。白炭黑用量過多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致橡膠分子鏈的柔韌性下降，從而使扯斷伸長率降低。當(dāng)白炭黑用量為30phr時(shí)，混煉膠的綜合性能較好，拉伸強(qiáng)度為19.2MPa，撕裂強(qiáng)度為33.0kN/m，硬度為63邵爾A，扯斷伸長率為460%。助劑的種類和用量也需要精確調(diào)控。以硬脂酸為例，它作為一種常用的活性劑，能夠改善填料與橡膠之間的界面相容性，促進(jìn)填料在橡膠中的分散。當(dāng)硬脂酸用量為2phr時(shí)，混煉膠的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度達(dá)到較高值，分別為19.6MPa和34.2kN/m。這是因?yàn)檫m量的硬脂酸在填料與橡膠之間形成了良好的結(jié)合界面，增強(qiáng)了填料與橡膠分子鏈的相互作用，從而提高了混煉膠的力學(xué)性能。當(dāng)硬脂酸用量過多時(shí)，會(huì)在橡膠中形成潤滑層，削弱橡膠分子鏈之間的相互作用，導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度下降。氧化鋅作為活化劑，其用量的變化也會(huì)影響混煉膠的硫化性能。適量的氧化鋅能夠提高硫化反應(yīng)速率，使混煉膠更快地達(dá)到最佳硫化狀態(tài)。當(dāng)氧化鋅用量為4phr時(shí)，混煉膠的硫化時(shí)間縮短，硫化膠的拉伸強(qiáng)度和硬度有所提高。若氧化鋅用量不足，會(huì)導(dǎo)致硫化反應(yīng)不完全，影響混煉膠的性能；而用量過多，則可能會(huì)引起混煉膠的焦燒現(xiàn)象，降低加工安全性。為了確定最優(yōu)配方，進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究。通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，綜合考慮異戊橡膠、炭黑、白炭黑、硬脂酸、氧化鋅等因素，設(shè)置不同的水平組合，進(jìn)行混煉膠的制備和性能測(cè)試。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，利用方差分析等方法確定各因素對(duì)性能指標(biāo)的影響顯著性。經(jīng)過多輪實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化，得到了針對(duì)航空輪胎胎面膠的最優(yōu)配方：異戊橡膠100份，炭黑N33040份，白炭黑10份，硬脂酸2份，氧化鋅4份，硫黃1.5份，促進(jìn)劑CBS1.0份。在此配方下，混煉膠的拉伸強(qiáng)度達(dá)到21.0MPa，撕裂強(qiáng)度為36.0kN/m，硬度為65邵爾A，扯斷伸長率為430%，滾動(dòng)阻力降低了18%，抗?jié)窕阅艿玫矫黠@提升，能夠較好地滿足航空輪胎胎面膠在力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)性能等方面的要求。對(duì)于航空輪胎胎側(cè)膠，最優(yōu)配方為：異戊橡膠100份，炭黑N33030份，白炭黑15份，硬脂酸2.5份，氧化鋅4.5份，硫黃1.3份，促進(jìn)劑CBS0.8份。此配方下，混煉膠的耐屈撓性能良好，經(jīng)過10萬次屈撓試驗(yàn)后，未出現(xiàn)明顯的裂紋和疲勞損壞；耐老化性能也得到顯著提高，在70℃烘箱中老化72h后，拉伸強(qiáng)度保持率達(dá)到80%以上，能夠有效保護(hù)胎體簾布層，延長輪胎的使用壽命。5.2與其他材料的并用在航空輪胎部位膠的應(yīng)用中，將異戊橡膠濕法混煉膠與其他材料并用是提升部位膠綜合性能的重要途徑。與天然橡膠并用是一種常見的方式。天然橡膠具有優(yōu)異的綜合性能，其分子鏈結(jié)構(gòu)與異戊橡膠有一定相似性，兩者并用能夠在一定程度上優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。當(dāng)異戊橡膠與天然橡膠以70:30的比例并用時(shí)，混煉膠的拉伸強(qiáng)度得到顯著提高，比單一異戊橡膠混煉膠提高了12%，達(dá)到23.0MPa。這是因?yàn)樘烊幌鹉z的自補(bǔ)強(qiáng)特性能夠增強(qiáng)混煉膠的分子間相互作用，與異戊橡膠協(xié)同作用，提升了混煉膠的整體強(qiáng)度。在耐疲勞性能方面，兩者并用后也有明顯改善，經(jīng)過15萬次疲勞試驗(yàn)后，并用膠的疲勞裂紋擴(kuò)展速率比單一異戊橡膠混煉膠降低了20%。這是由于天然橡膠的分子鏈柔韌性較好，能夠在交變應(yīng)力作用下更好地分散應(yīng)力，減少裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展，從而提高了耐疲勞性能。與丁苯橡膠并用也能對(duì)部位膠性能產(chǎn)生積極影響。丁苯橡膠具有良好的耐磨性和耐老化性，與異戊橡膠并用后，能夠提高混煉膠的耐磨性和抗老化性能。當(dāng)異戊橡膠與丁苯橡膠以60:40的比例并用時(shí)，混煉膠的耐磨性能提高了15%，在相同的磨損條件下，磨損量明顯減少。這是因?yàn)槎”较鹉z的分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)，增加了分子鏈的剛性，使得混煉膠在受到摩擦?xí)r更難被磨損。在耐老化性能方面，并用膠在70℃烘箱中老化72h后，拉伸強(qiáng)度保持率比單一異戊橡膠混煉膠提高了10%，達(dá)到85%。這是由于丁苯橡膠中的不飽和鍵相對(duì)較少，在老化過程中不易被氧化，從而增強(qiáng)了混煉膠的耐老化性能。除了與其他橡膠并用，異戊橡膠濕法混煉膠還可以與一些纖維材料并用，如芳綸纖維、尼龍纖維等。芳綸纖維具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫等優(yōu)異性能，將其與異戊橡膠并用，能夠顯著提高混煉膠的強(qiáng)度和耐熱性能。當(dāng)芳綸纖維的添加量為5%時(shí)，混煉膠的拉伸強(qiáng)度提高了25%，達(dá)到25.0MPa。這是因?yàn)榉季]纖維的高強(qiáng)度能夠有效地增強(qiáng)混煉膠的承載能力，提高其拉伸強(qiáng)度。在耐熱性能方面，混煉膠的熱分解溫度提高了20℃，達(dá)到350℃。這是由于芳綸纖維的耐高溫性能，能夠在高溫下穩(wěn)定混煉膠的結(jié)構(gòu)，延緩熱分解的發(fā)生。尼龍纖維與異戊橡膠并用則可以提高混煉膠的柔韌性和抗沖擊性能。當(dāng)尼龍纖維的添加量為3%時(shí)，混煉膠的扯斷伸長率提高了10%，達(dá)到470%。這是因?yàn)槟猃埨w維的柔韌性較好，能夠增加混煉膠分子鏈的柔韌性，提高扯斷伸長率。在抗沖擊性能方面，并用膠在受到?jīng)_擊時(shí)，能夠更好地吸收能量，減少裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展，從而提高了抗沖擊性能。不同材料并用對(duì)航空輪胎部位膠性能的改善機(jī)制主要包括物理增強(qiáng)和化學(xué)協(xié)同作用。在物理增強(qiáng)方面，其他橡膠或纖維材料的加入，能夠改變混煉膠的微觀結(jié)構(gòu)，形成有效的物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)分子間的相互作用，從而提高混煉膠的力學(xué)性能。在化學(xué)協(xié)同作用方面，不同材料之間可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵或其他相互作用，進(jìn)一步增強(qiáng)混煉膠的性能。例如，在異戊橡膠與天然橡膠并用時(shí)，兩者分子鏈上的雙鍵可能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高混煉膠的強(qiáng)度和耐疲勞性能。在異戊橡膠與芳綸纖維并用時(shí)，纖維表面的活性基團(tuán)可能與異戊橡膠分子鏈發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，增強(qiáng)纖維與橡膠之間的界面結(jié)合力，提高混煉膠的強(qiáng)度和耐熱性能。5.3硫化工藝優(yōu)化硫化工藝對(duì)航空輪胎部位膠的性能有著至關(guān)重要的影響，硫化溫度、時(shí)間和壓力是硫化工藝中的關(guān)鍵參數(shù)，通過研究這些參數(shù)的變化對(duì)部位膠性能的影響，能夠?qū)崿F(xiàn)硫化工藝的優(yōu)化，提升部位膠的質(zhì)量和性能。硫化溫度是硫化反應(yīng)的關(guān)鍵影響因素。在實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置不同的硫化溫度進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，結(jié)果表明，隨著硫化溫度的升高，硫化反應(yīng)速度加快，硫化時(shí)間縮短。當(dāng)硫化溫度從140°C升高到160°C時(shí)，硫化時(shí)間從30min縮短到20min。溫度過高會(huì)導(dǎo)致橡膠分子鏈的裂解，產(chǎn)生硫化返原現(xiàn)象，降低部位膠的物理機(jī)械性能。當(dāng)硫化溫度達(dá)到170°C時(shí)，部位膠的拉伸強(qiáng)度從20.5MPa下降到18.0MPa，撕裂強(qiáng)度從35.6kN/m下降到30.0kN/m。這是因?yàn)楦邷厥瓜鹉z分子鏈的交聯(lián)結(jié)構(gòu)受到破壞，分子鏈的斷裂導(dǎo)致力學(xué)性能下降。硫化時(shí)間對(duì)部位膠性能也有顯著影響。硫化時(shí)間過短，會(huì)導(dǎo)致硫化反應(yīng)不完全，部位膠處于欠硫狀態(tài)，其物理機(jī)械性能較差。當(dāng)硫化時(shí)間為15min時(shí)，部位膠的拉伸強(qiáng)度僅為15.0MPa，撕裂強(qiáng)度為25.0kN/m。隨著硫化時(shí)間的延長，硫化反應(yīng)逐漸充分，部位膠的性能得到提升。當(dāng)硫化時(shí)間延長到30min時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到20.5MPa，撕裂強(qiáng)度為35.6kN/m。硫化時(shí)間過長，會(huì)導(dǎo)致部位膠過硫，同樣會(huì)降低其性能。當(dāng)硫化時(shí)間延長到40min時(shí)，部位膠的硬度增加，彈性下降，拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度也有所降低。硫化壓力在硫化過程中也起著重要作用。適當(dāng)?shù)牧蚧瘔毫梢员ＷC部位膠的幾何尺寸和結(jié)構(gòu)密度，使制品更加致密、均勻。在硫化過程中，硫化壓力使橡膠材料在模腔內(nèi)流動(dòng)，充滿溝槽或花紋，防止出現(xiàn)氣泡或缺膠現(xiàn)象。當(dāng)硫化壓力為10MPa時(shí)，部位膠的表面光滑，無氣泡和缺膠現(xiàn)象，物理機(jī)械性能良好。若硫化壓力過小，會(huì)導(dǎo)致部位膠的結(jié)構(gòu)疏松，存在氣泡和缺膠等缺陷，影響其性能。當(dāng)硫化壓力降低到5MPa時(shí)，部位膠表面出現(xiàn)明顯的氣泡和缺膠，拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度分別下降到18.0MPa和30.0kN/m。而硫化壓力過大，除了會(huì)損壞模具和設(shè)備、消耗電能外，還可能導(dǎo)致橡膠表面燒焦、產(chǎn)生氣孔等缺陷。當(dāng)硫化壓力升高到15MPa時(shí)，部位膠表面出現(xiàn)燒焦現(xiàn)象，性能下降。為了確定最佳硫化工藝參數(shù)，進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究。通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，綜合考慮硫化溫度、時(shí)間和壓力三個(gè)因素，設(shè)置不同的水平組合，進(jìn)行部位膠的硫化和性能測(cè)試。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，利用方差分析等方法確定各因素對(duì)性能指標(biāo)的影響顯著性。經(jīng)過多輪實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化，得到了針對(duì)航空輪胎胎面膠的最佳硫化工藝參數(shù)：硫化溫度為150°C，硫化時(shí)間為25min，硫化壓力為10MPa。在此工藝參數(shù)下，胎面膠的拉伸強(qiáng)度達(dá)到21.0MPa，撕裂強(qiáng)度為36.0kN/m，硬度為65邵爾A，扯斷伸長率為430%，滾動(dòng)阻力降低了18%，抗?jié)窕阅艿玫矫黠@提升，能夠較好地滿足航空輪胎胎面膠在力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)性能等方面的要求。對(duì)于航空輪胎胎側(cè)膠，最佳硫化工藝參數(shù)為：硫化溫度為145°C，硫化時(shí)間為28min，硫化壓力