中国橡胶机械网 轮胎辐射预硫化技术是一种现代先进的轮胎生产工艺,通过电子加速器发射的高能电子束辐照轮胎半成品部件,如帘布层和气密层等,使胶料离子化、活化并发生交联反应,有效改善橡胶性能,使其强度明显提高,在成型和硫化过程中胶料受力均匀、膨胀一致,可在后续生产工艺中保持轮胎半成品部件形状和尺寸的稳定性。
(1)原理
电子束辐射硫化技术是通过电子加速器发射的高能电子束在橡胶基体中激活橡胶分子,产生橡胶大分子自由基,使橡胶大分子交联形成三维网状结构。辐射硫化无需添加硫化剂,在常温常压下就可以进行。辐射作用形成的原初化学产物除了离子、电子、激发分子外还包括自由基和某些分子产物,这些原初粒子都具有较高活性,可以发生裂解、重排、电子转移、脱氢和加成等多种反应。
(2)辐射剂量对橡胶性能的影响
橡胶辐射效应是一种竞争机制。在胶料被辐射时,分子间交联反应和降解反应同时发生,即一方面通过分子间的交联形成网络大分子,相对分子质量不断增大;另一方面,辐射导致化学键断裂,相对分子质量减小。在交联与降解的竞争反应中,一定辐射剂量范围内,以交联反应为主的高分子材料,称为辐射交联型高分子材料;相反以降解反应为主的高分子材料,称之为辐射降解型高分子材料。当辐射剂量超过一定范围,所有高分子材料都会出现辐射降解,性能变差。因此,辐射剂量是确定橡胶辐射硫化工艺的重要参数。
(3)与传统化学硫化工艺比较
传统化学硫化工艺存在着温度梯度,造成材料表面与内部交联度不同;同时交联剂与基材在进行机械共混时不均匀。理论上,由于交联剂结构和极性差别很大,从而导致交联剂与基材相容性较差,局部出现交联剂富集,另外,化学硫化工艺高分子间主要以S?S键和C?S键进行分子交联,键能较低,容易断裂,致使橡胶物理化学性能较差。辐射硫化工艺电子束均匀贯穿整个胶料,从而形成均匀的网络结构。高分子间主要以C?C键交联,键能较高,因而胶料的抗撕裂、耐空气老化和耐臭氧老化等性能均能得到较大提高.
在轮胎生产过程中,钢丝帘线压延后易发生错位,采用传统硫化方法时一般通过增大钢丝帘布厚度以增强橡胶对钢丝帘线的固定作用,不仅增大了胶料用量而且相应增大了轮胎质量;采用轮胎辐射预硫化可提高钢丝帘布强度、减小钢丝帘布厚度且能有效避免钢丝帘线错位。
与传统硫化工艺相比,轮胎辐射预硫化工艺可缩短硫化时间、提高生产效率,并可降低生产能耗,轮胎成品合格率相对较高且质量相对更稳定。对于全钢子午线轮胎过渡层胶料而言,采用传统硫化工艺时,胶料门尼粘度较低易造成胎里露线,门尼粘度较高则会造成压延温度升高,易出现钢丝帘布表面不光滑和易喷霜等问题,且压延速度受到限制;采用轮胎辐射预硫化工艺时,由于提高了钢丝帘布胶料硬度,可避免胶料流动造成的胎里露线等问题,还可降低胶料门尼粘度、提高压延速度,过渡层厚度可减小1mm。半钢子午线轮胎采用传统硫化工艺时必须有过渡层,而采用轮胎辐射预硫化工艺时,由于帘布已经过预硫化,可以减小过渡层厚度或取消过渡层,此时气密层胶料不会渗透到帘线上,可避免帘线变形。
