辐射硫化技术在轮胎中应用.pdfVIP

第四届巾国核学会省市“二核”论坛 133 射硫化技术在轮胎中的应用 鲍 矛 (北京市射线应用研究中心100012) 摘要：本文简述了辐射硫化技术的基本原理及技术优势，综述了辐射硫化技术在轮胎制造中的应用优势， 以及其在国内外轮胎制造中的应用发展及市场现状，并对辐射硫化技术在我国轮胎制造中的应用前景进行了预 测。 关键词：轮胎，辐射硫化，应用 目前，轮胎已发展到“全新概念技术”时期，世界上各大轮胎公司都投入巨额的研发资金，不遗余力地开发 新的生产技术和新一代的轮胎产品。轮胎行业正向低能耗、高效率、高质量、高精度、全自动化和安全环保的方 向发展。美国、日本、欧洲等发达国家的大型轮胎企业都采用电子加速器辐射硫化技术进行子午线轮胎制造。通 过改进工艺流程，提高轮胎生产效率和加工精度，改善轮胎组成材料性能，降低材料成本和轮胎滚动阻力，降低 油耗，特别是提高轮胎在高速运行中的安全使用性能，延长轮胎使用寿命。 1．辐射硫化技术特点和优势 国内外研究证明，辐射硫化是橡胶硫化工艺的革命性变革。是通过高能射线离子在橡胶基中激活橡胶分 子。产生自由基，使橡胶大分子交联形成三维网状结构，在这一过程中不加或少加入硫化体系，反应在常温常压下 进行的，是一种新型的物质改性和材料加工手段，是提高产品质量，制备高档制品的主要途径之一。 辐射硫化之所以具有如此重大功能，是因为辐射硫化技术具有一系列的特点和优势。 (1)性能优异性。辐射硫化与常规热硫化反应机理的比较图1可看出，辐射硫化的橡胶分子问的。硫化 前者的键能大，不易断裂，从而提高材料的抗老化性能；根据我们的研究结果。辐射硫化与热硫化对橡胶材料老 化性能的影响，见表1。 表1辐射硫化与热硫化对橡胶材料老化性能影响 项 H 辐身于硫化 热硫化 KI(托伸强度) 0．89 O．75 老化系数K K2(}i1：断仲长率1 0．71 0．62 (100℃x96h) K3(撕裂强度) 0．85 0．48 X24h。400．500PPm) 24小时小龟裂 2 耐臭氧性能(40C 4,1r}龟裂 (2)交联均匀性：橡胶的辐射硫化可不加或少加硫化剂和促进剂等助剂，是在常温常压下进行的。电 离辐射的穿透力强，硫化交联均匀，避免了传统的化学热硫化由于使用的交联剂在基材内部分布不均以及温度梯 度的影响而造成交联不均匀，材料性能下降。 【3)硫化易操作。常规化学硫化的硫化程度由硫化剂的加入量，硫化的温度、压力和时间等因素控 制，而辐射硫化的硫化程度仅由辐射剂量控制，辐射剂量的控制是很容易的，因此，辐射硫化工艺的控制简便， 可根据需要(产品的性能)调节硫化程度(也称交联度)； C 4)可实现材料和制品的辐射预硫化。橡胶辐射预硫化是指不影响原有橡胶制品的生产工艺。用电子 束或y射线对橡胶制品进行辐照，通过改变辐照参数使橡胶分子达到一定程度的交联。即预硫化。采用辐射预硫 化，可有效控制交联度，在整胎硫化前，提高轮胎部件生胶强度，避免了材料变形或移动现象的产生，保证了工 艺和产品质量的稳定性。在常规硫化中，为了避免形状和位置的改变，常常用增加胶料用量的办法，这将增加材 134 笫四届巾国核学会省市“三二核”论坛 料的费用和轮胎的厚度，不利于行驶时热量的散发，增加轮胎热老化的可能性，缩短使用寿命，也影响了轮 胎的安全使用。采用辐射硫化技术，可减少橡胶用量。降低原材料成本。由图2可看出研究表明，辐射预 硫化技术应用于可使轿车和卡车轮胎胎体，其胶层厚度均可降低。可从1．2