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合成橡胶在轮胎中的应用及技术进展,李花婷2010年10月,主 要 内 容,前言（概括介绍轮胎技术发展及轮胎用胶）天然橡胶丁苯橡胶聚丁二烯橡胶丁基橡胶其它胶种,我国轮胎现状从产量上讲，我国已成为世界轮胎的制造大国，但还不是轮胎强国；我国轮胎的生产集中度不高，多、小、散、乱；名牌产品和高端产品较少，在价值链上处于以制造环节为主的中、低端产品,轮胎工业现状,我国轮胎现状 低端 中端 高端生产制造 物流采购 研发、品牌、服务,轮胎工业现状,中国,价值链,世界轮胎工业发展趋势（技术）,轿车轮胎：高速度、高性能、扁平化、节能、安全、环保、智能化载重汽车轮胎：子午化、宽断面、扁平化、无内胎、长寿命方向工程机械轮胎：子午化、无内胎、长寿命方向发展,米其林C3M、固特异IMPACT、普利斯通BIRD、大陆MMP、倍耐力MIRS等工艺，基本上都是改变现有的工艺模式，降低生产成本，提高工作效率，节能降耗，满足环保,世界轮胎工业发展趋势,轮胎技术发展目前关注点,在低碳技术和绿色经济将成为新的经济增长点的今天，轮胎行业的发展受国际大环境的影响，低能耗、低污染、低排放影响着企业的发展，也促使着行业的技术不断进步。从“绿色化工”到REACH法规，然后到轮胎标识，越来越严格的实施细则和规范无一不促使轮胎工业向着更环保、节能、安全方向发展，由此对合成橡胶的发展和需求也产生了重要影响，需要给予更多关注。,轮胎标识,美国NHTSA标识,欧盟轮胎标识,日本也开始实施非强制性的标准,全球轮胎行业使用主要胶种,NRSBR（ESBR、SSBR）BR（HCBR、LCBR）IIR（CIIR、BIIR）EPDMIRBIRSIBR等,表1 国内轮胎用胶的主要牌号和用途,半钢子午线轮胎、大型工程胎,天然橡胶（NR）,表1 TSR的级别,表2 TSR的技术要求（ISO 2000：2003）,制胶原料见表1。有关各方商定的其他黏度值。这些级别的黏度未被规定，因为其可能发生改变，例如，由于老化和加工。然而，该黏度在生产端一 般控制 在65(+7,-5)的范围，或有关方面商定的其他黏度值。,天然橡胶,可按用户要求生产其他黏度级别的恒黏胶。,表3 标准中国橡胶（SCR)技术要求（GB/T 8081-1999）,天然橡胶,天 然 橡 胶,SCR标准中国橡胶SMR标准马来西亚橡胶SIR标准印度尼西亚橡胶STR标准泰国橡胶（TTR-泰国检验橡胶）SVR标准越南橡胶,天然橡胶复合胶,复合胶的产生产品技术指标（含95%以上天然橡胶）行业自率规范,天 然 橡 胶,子午线轮胎最常用的天然橡胶是标准橡胶TSR 10和TSR 20。天然橡胶由于综合性能良好，可以单独使用，制作各种橡胶制品，也可与其他合成橡胶并用，以改进其他橡胶的性能，如成型粘性，拉伸强度，撕裂强度等，从而提高橡胶制品的全面性能。天然橡胶生胶强度和自粘性好，胎胚形状易保持。轮胎越大，天然橡胶比例越高。天然橡胶的绝大多数物理机械性能都比较好，尤其是耐撕裂、弹性、耐寒性和加工工艺性能优异，是一种综合性能最好的橡胶。,丁苯橡胶,丁苯橡胶简介 ESBR主要牌号、应用及技术进展SSBR主要牌号、应用及技术进展,丁苯橡胶简介,高温乳聚丁苯橡胶（50C）低温乳聚丁苯橡胶（5C）溶聚丁苯橡胶改性丁苯橡胶其它丁苯橡胶,乳聚丁苯橡胶(ESBR),乳聚丁苯橡胶的生产已经走过了上百年的历史，各个合成橡胶公司不断开发出不同牌号的产品，以满足不同用途的需求。乳聚丁苯橡胶是通用合成橡胶中用量最大的胶种。在轮胎中的应用比较广泛，几乎所有规格的轮胎都使用丁苯橡胶。它可用于轮胎胎面胶、胎体帘布胶等部件中，根据不同规格轮胎性能要求，应用比例有所不同。,ESBR分类,非充油胶和充油胶普通丁苯和高结苯低门尼系列环保系列,非充油胶的性能特征,非充油系列产品主要技术指标:,SBR1500与SBR1502性能比较,SBR1500和SBR1502的唯一区别是防老剂的类型有所不同，SBR1500采用苯基-萘胺类防老剂，SBR1502采用苯乙烯化苯酚类防老剂的用量较少，一般情况下，两者的物理机械性能基本一致，如拉伸强度、撕裂性能、耐磨性及耐曲挠性相差很小，这里就不再一一列举但在实际加工生产应用过程中，胶料的硫化特性稍有区别，因而对加工性能有所影响。因此，在采用SBR1502与SBR1500等量替换的配方中，需要适当考虑胶料的焦烧安全性。,SBR1500与SBR1502的硫化特性,SBR1502与SBR1507的性能比较,SBR1507为低门尼粘度产品，由于其平均分子量较低，因此导致了胶料的物理机械性能变化较大。SBR1507的拉伸强度和断裂伸长率低于SBR1502，撕裂强度略高，磨耗、曲挠性能低于SBR1502，生热略高于1502。从物理机械性能看，SBR1507并没有明显的优势，但由于其低分子量部分较多，赋予了该牌号橡胶的特殊性能，即具有优异的加工工艺性能，SBR1507的加工时的流动性强，出口膨胀效应较小，挤出表面光滑，优于SBR1502。因此可以在对某些物理性能要求适当，但对加工工艺性能有特殊要求或较高要求的橡胶制品工业生产中进行应用，如注射成型的注压制品、发泡橡胶制品以及橡皮艇用橡胶布、涂布擦胶制品等，这也是我国橡胶行业不可或缺的一部分市场，SBR1507也可推广到通用橡胶制品的应用领域，通过增加填料的填充量，提高所需性能，适当降低生产成本。,SBR1502与SBR1516的性能比较,对于SBR1516，由于其高分子结构中苯乙烯含量的增加，必然会引起物理机械性能上的明显差异。结合苯乙烯含量为40%的1516与23.5%的1502相比，硫化速度稍慢，但SBR1516的加工性能较好，混炼胶强度大于SBR1502，硫化胶的硬度较大，耐屈挠性较好，同时具有突出的抗湿滑性能。但是SBR1516的缺点是生热高于SBR1502。因此可用于制鞋工业和其它橡胶制品中，也可与其它胶种并用，提高抗湿滑性用于轮胎胎面胶中。,SBR1516的硫化特性,SBR1502 与SBR1516物理性能差别,目前我国轮胎工业中采用的丁苯橡胶主要是乳聚丁苯橡胶ESBR 1500和充油乳聚丁苯橡胶ESBR 1712。由于充油后改善了加工性能，生胶强度高(相对于合成胶而言)，且保持原聚合物的物理机械性能，硫化胶滞后损失小，生热低，耐磨性好，有好的牵引性能和抗湿滑性等。且充油后产量增大，成本降低。,乳聚丁苯橡胶,充油胶的性能,充油胶系列产品主要技术指标,不同油品对应的充油胶牌号,REACH法规中关注的油品问题,近几年橡胶行业比较关注的是能够取代高芳烃油的环保型油品，其不仅主要用于填充油，也可以作为操作油使用。用低PAH含量的油品如TDAE、MES、RAE、TRAE 以及环烷油取代高芳烃油，用于充油SBR或在橡胶配方中用作操作油，其对胶料的性能影响程度并不相同，因此需要给予关注。,REACH法规中关注的油品问题,结构不同的充油丁苯橡胶性能区别(SBR1712与SBR1721),混炼胶的硫化特性,硫化胶的物理性能,SBR1712,充油丁苯橡胶SBR1712也是开发较早的产品，是随着我国子午线轮胎的开发被逐渐认识的，一般用于普通轻卡和轿车子午线轮胎的胎面胶中，随着我国子午线轮胎产量的迅速增长，用量在不断增加，其性能特点是有利于较高的炭黑填充量，并具有良好的加工性能。,SBR1721的应用,SBR1721在0下的tan值明显高于SBR1712，具有优异的抗湿滑性，因此SBR1721已成为高速轿车轮胎胎面胶的理想胶种。在速度级别为190km/h以上的高性能轿车胎中，通常使用SBR1712和SBR1721并用胶，通过不同的并用比得到理想的玻璃化转变温度Tg，以适应不同速度级别的轮胎对湿滑性能的不同要求。在赛车胎胎面胶中，则大比例或全部使用SBR1721，满足刹车安全性的要求。,SBR1712和SBR1721的应用对比,通过系统的研究和实际使用试验表明，在使用SBR1712和SBR1721之间，由于加工性能相近，工艺和设备方面不用进行大的调整。SBR1721不同的并用比在轮胎胎面胶的应用性能见下表。随着高速轿车胎对安全性要求的增加，SBR1721的用量会逐步增大。,SBR1721在高速轿车胎胎面胶的性能,不同油品及填充量丁苯橡胶性能区别,不同的油品，其与橡胶的相容性不同。环烷油与橡胶的相容性最低，高芳烃油与橡胶的相容性最好，而环保型芳烃油的相容性处于两者中间。不同的油品对橡胶的性能影响较大，由于环保型芳烃油目前仍处于未能大批量生产阶段，这里我们主要讨论SBR1712与SBR1714和SBR1778之间性能特点。,SBR1778与SBR1712的主要区别,物理机械性能相差不大，SBR1778的扯断伸长率偏低。充环烷油的SBR1778，其加工挤出性能明显不如SBR1712，胶料的挤出表面容易出现皲裂现象，胶料的自粘性也比SBR1712差，因此应需要特别注意的是加工工艺问题。由于SBR1778为非污染型充油产品，通常多用于制鞋工业和浅色橡胶制品行业中。,SBR1714和SBR1712性能差别,其差别不仅仅是油品填充量的不同，同时为了保持SBR1714的门尼粘度在适当的范围内，需要丁苯橡胶的干胶具有更高的平均分子量，因此从干胶来说，SBR1714原胶的分子量大于SBR1712。虽然由于填充油量的增加，SBR1714的物理性能低于SBR1712，但仅从干胶的性能来讲，SBR1714干胶的物理机械性能优于SBR1712。,SBR1712、SBR1714、SBR1778硫化胶的物理性能,流变试验中混炼胶口型膨胀率(柱温，100),充油胶和非充油胶性能区别,在橡胶制品的实际生产过程中，经常出现用等量的充油胶替代非充油胶的现象，并不是以干胶重量计算来确定胶料的配合。充油胶并不是在干胶上进行简单的油品填充，充油胶原胶具有更高的平均分子量，因此，充油胶的干胶性能具有优势。从等质量份的橡胶性能考虑，适当调整配合，可以降低生产成本。,SBR1778的特点,在实际应用配方中，与使用SBR1502的相比，等量使用SBR1778胶料的混炼胶焦烧时间有所延长，硫化速度加快，即可以提高胶料的焦烧安全性和硫化效率，但最低和最高转矩均有所下降，同时硫化胶的硬度、拉伸强度、撕裂强度等也有所降低。这是由于SBR1778中含有27.3%的油，等量代替SBR1502后，胶料含胶率降低的缘故。充油橡胶与非充油橡胶相比，具有加工性能好，生热低，耐磨性好等特点，还可以降低生产成本。,SBR1778与SBR1502的性能比较,高苯树脂丁苯橡胶,根据高苯乙烯树脂在不同的基础乳聚丁苯橡胶中所占的份数不同，分别出现了不同牌号的产品。一般可以使用高苯乙烯树脂来提高硫化橡胶的硬度。由于高苯乙烯树脂在高温时软化，如果操作条件控制不当，会使树脂与橡胶间分散不均，而苯乙烯含量为50-60%的高苯树脂丁苯橡胶则具有热塑性，操作性比高苯乙烯树脂好，物理性能也优于丁苯橡胶和高苯乙烯树脂用开炼机混合的并用胶，因此高苯树脂丁苯橡胶具有如下优点：（1）高苯树脂丁苯橡胶对天然橡胶和其它合成橡胶具有补强作用；（2）与炭黑和白色填料相比，比重小可以提高橡胶的硬度；（3）饱和程度高，耐老化性能好；（4）硬度高，耐磨性好；（5）电绝缘性好；（6）本身为白色，容易着色；（7）具有热塑性，加工工艺性能好；,高苯树脂丁苯橡胶,高苯树脂丁苯橡胶也存在明显缺点：（1）塑性大，压缩永久变形大；（2）抗曲挠龟裂性差；（3）玻璃化转变温度高，耐低温性能差；（4）对温度的依赖性强，随着苯乙烯含量的增加，开始流动温度从70-80逐渐上升，苯乙烯含量超过80%时，橡胶的开始流动温度在110以上。,小结,乳聚丁苯橡胶是通用合成橡胶中用量最大的胶种。在轮胎中的应用比较广泛，几乎所有规格的轮胎都使用丁苯橡胶。它可用于轮胎胎面胶、胎体帘布胶等部件中，根据不同规格轮胎性能要求，应用比例有所不同。不同牌号的丁苯橡胶，性能各有特点。不同的橡胶制品行业，根据使用和目的要求，各取所需。在目前技术迅速发展的时代，新的牌号和品种还在不断涌现，为提高产品的性价比，需要技术人员的大力协作，不断创新。,ESBR的技术进展,乳聚丁苯橡胶的生产技术目前已达到相当先进的水平,人们开始致力于SBR的改性工作，主要是在共混改性、化学改性、原位增强及辐射硫化等四个方面。共混改性主要是与其它物质共混达到特定性能的改善，如乙丙橡胶/ESBR为基料的胶料，压缩永久变形性能优异；用二元酸双脂作软化剂，可以改善胶料的低温抓着性；用木陶瓷可以改善无花纹轮胎在冰雪路面上的防滑性等。化学改性主要是在主链大分子上采用化学基团，如用-溴基苯乙烯和叔丁氧基氯或其它卤素处理ESBR，其硫化胶的强伸性能得到大幅度提高；用丙烯腈改性ESBR，得到的丁苯腈橡胶，可以改善胎面胶的抗湿滑性能等。原位增强主要是在聚合过程中通过在各种细粒子或纳米材料就地原位聚合成ESBR，可以不同程度地提高硫化胶的物理机械性能。辐射硫化主要是采用多官能团单体进行硫化性能的研究。从以上主要的研究工作看，都离不开改善ESBR的性能缺陷上。,SSBR品种牌号范围,SSBR发展到现在，开发出的牌号多达几十种，仅结构方面的变化可遍布苯乙烯含量从0 到65%，乙烯基含量从0到80%的范围之内，由此得到的玻璃化转变温度的范围也可以从-70到+10。,SSBR与ESBR结构单元分布,国内SSBR轮胎用牌号,部分国外SSBR商品牌号,SSBR主要牌号的应用,胎面胶中的应用胎体胶中应用,不同用途轮胎采用不同SBR,SBR/NR并用后的应力应变曲线,SSBR的技术进展,溶聚丁苯橡胶的开发与任何新产品、新技术的开发一样，也毫无例外地具有一个不断发展、不断完善的过程，从第一代多结构单元变化的SSBR到第二代开发出性能更为全面的具有代表性品种，主要有锡偶联、端基改性、硅烷改性以及嵌段型等SSBR，可以提高胶料的拉伸强度，改善加工性能。集成橡胶SIBR属于第三代SSBR范畴，是以苯乙烯-丁二烯-异戊二烯为原料，利用分子设计、控制聚合物化学组成和微观结构的方法合成的新一代SSBR，也是锂系橡胶的重要改性型产品。,SIBR,Goodyear公司 SIBR的商品牌号为SIBRFLEX 2550，技术指标为门尼粘度ML1+4100为80，Tg为-30，苯乙烯含量25%，异戊二烯含量50%，丁二烯含量25%，其性能特点为改善抗湿滑性，对磨耗和滚动阻力影响很小，同时能够增加与IR、BR和SBR的共混性，改善填料的分散。最近北京合成橡胶联合研究所根据自己的合成工艺条件，通过结构和性能的研究，确定出SIBR的技术指标为：门尼粘度ML1+4100为78，Tg为-35-30，苯乙烯含量25%，异戊二烯含量40%，丁二烯含量35%，其性能特点是抗湿滑性好，滚动阻力低，生热小，对磨耗的影响很小，通过应用配合研究，可以达到比较理想的胎面用胶。,ESBR与SSBR应用技术特点,国内市场用SSBR 产品,SSBR市场,朗盛公司的 VSL5025，充环保油的VSL8973，高结合苯乙烯的VSL2438等,SBR新胶种的开发和应用,ESBR改性技术改性的选择：氨类、脂基、羧酸类、硅烷类等；主要目的：增加橡胶与炭黑或白炭黑之间的结合力，减少佩恩效应。ESBR的三元共聚合 类似溶聚SIBR，报道较少，苯乙烯含量固定，需要关注异戊二烯所占比例及1，2-结构问题。SSBR新牌号产品的应用 除结构变化较多外，还存在硅偶联和锡偶联类产品。SIBR新产品,配合技术的影响,补强技术发展,炭黑和白炭黑对ESBR和SSBR粘弹性的影响1ESBR/炭黑，2SSBR/炭黑，3-ESBR/白炭黑，4SSBR/白炭黑,SSBR中炭黑/白炭黑并用比（质量份）对粘弹性能的影响J80/0，K50/30，L30/50，M0/80，N0/100,配合技术的影响,橡胶并用技术轿车子午线轮胎胎面胶的发展变化是从最初的ESBR非充油胶到充油胶的使用，从ESBR填充炭黑体系到SSBR填充碳黑体系，然后是ESBR填充白炭黑体系到SSBR填充白炭黑体系，到目前SSBR/BR优化后的并用胶填充白炭黑体系，每一步的发展都使轿车轮胎的综合性能得到进一步提高。,配合技术的影响,橡胶并用技术目前大多数轿车子午线轮胎的胎面胶采用SBR或SBR/BR的并用胶来满足其性能要求。SSBR的苯乙烯、乙烯基含量等结构可调，选择余地较大，满足高抗湿滑性及低滚动阻力的要求。并用BR的胎面较，钕系顺丁橡胶与镍系/钴系橡胶相比，在耐磨性、生热及滞后损失方面更具有优势。NdBR的开发应用需要关注其与SSBR的并用性能方面的特点。,聚丁二烯橡胶,介绍镍系顺丁钕系顺丁、钛系、钴系、锂系、铁系低顺式聚丁二烯中乙烯基聚丁二烯高乙烯基聚丁二烯,不同催化体系BR的技术参数,镍系BR,镍系BR在轮胎中应用的主要部件为胎面胶和胎侧胶，胎面胶中需要与天然橡胶（NR）和丁苯橡胶（SBR）并用，其主要目的为了提高胶料的耐磨性和耐沟裂性能。胎侧胶中所用BR的胶料配比一般为4060%，其主要目的是提高胎侧胶的耐屈挠龟裂性，一般需与天然胶并用。,随着我国公路建设日新月异，道路状况越来越好，斜交胎用量急剧下降，子午线轮胎已逐渐成为轿车的专用结构胎。由于轮胎结构设计的变化，子午胎结构导致轮胎的耐磨性大大提高，对胎面胶的性能要求也发生了变化，胎面用胶也进行了相应调整。降低滚动阻力同时仍具较好的抗湿滑性能是绿色轮胎胎面胶的发展方向，因此，轿车子午胎胎面用胶从原来的BR/SBR或BR/NR/SBR并用逐渐向减少BR并用比至全部使用溶聚丁苯橡胶的方向发展。子午线轮胎胎侧变形较大，胎侧胶主要性能指标也有所变化，要求具有优异的耐屈挠疲劳和耐裂口增长，以及良好的耐磨性，胎侧胶中并用40-60份BR可使胶料能够满足性能要求。,镍系BR,胎侧胶需要使用NR和BR并用胶的研究比较深入。单独使用BR的胶料，其强度较低，横向裂口增长的速度较快。单独使用NR的胶料，在20100内比使用BR或NR/BR并用具有更好的耐裂口增长性能，并且随温度升高，NR胶的强度增加，而在较低的温度下，NR/BR并用比单独使用NR则具有更好的耐裂口增长性能。综合性能进行分析，胎侧胶中使用NR和BR并用胶可以得到优异的实用性能。胎侧胶中BR/NR并用比体系已是比较成熟的技术，在胶种并用的比例上，多年来基本上没有多少改变。,镍系BR,钕系BR,与其它催化体系的顺丁橡胶相比，钕系顺丁橡胶是一种分子链非常规整的聚合物，分子量分布宽，易得到双峰分布。相同门尼条件下分子量高，顺式含量占98%以上，具有生胶强度高，耐疲劳性能好，生热低，较好的抗湿滑性和低滚动阻力的特点，与Ni-BR相比，无论是单用还是与NR并用，均显示出低形变、高弹性、耐疲劳、耐磨耗等优良性能，在胎面胶和胎侧胶的并用中逐渐受到关注，取代传统的镍系顺丁橡胶在轮胎中使用，可以提高耐磨性和轮胎使用寿命。但是由于价格因素的影响，国内的钕系顺丁橡胶应用市场未能开发出来，仅有合资或外资企业在少量使用。,胎侧胶中使用Nd-BR与Ni-BR的性能比较,NdBR研究进展,与其它胶种一样钕系顺丁橡胶(NdBR)目前也在朝改性的方向发展。NdBR有分子结构规整性高、窄分子量分布的高、中、低门尼系列产品；还有分子量高、分子量分布宽的长支链NdBR。与普通NdBR相比，虽有相同的微观结构但宏观结构不同，生胶门尼粘度很容易达到80以上，但与NR并用后的混炼胶门尼粘度低于其生胶门尼粘度，与普通NdBR/NR混炼胶门尼粘度相近；新型高门尼 NdBR在具有很好加工性能的同时，具有良好的动态抗裂口增长和优异的滞后性能，这对提高BR在轮胎中的使用比例是非常重要的。,NdBR研究进展,日本JSR公司采用在聚合反应后期添加改性剂的方式，将极性基团引入到大分子链上，可使NdBR具有更好的物性，耐寒性的提高更显著。Enichem公司的催化剂低温老化法，可分别提高聚合活性，改善NdBR的冷流性、加工性能和控制产物门尼粘度的过大波动。,国产Nd-BR,由长春应化所和锦州石化公司开发的稀土顺丁橡胶也经历了较长的应用开发和市场推广过程，开发的产品牌号为BR9100系列，主要有三种规格，分别为BR910041#，BR910047#和BR910053#，已经进行了四次万吨级的工业化生产，技术成熟，工艺先进，具备了生产不同类型稀土橡胶的生产能力，根据市场需求，可即时为市场提供产品。,低顺式聚丁二烯橡胶,低顺式聚丁二烯（LCBR）是80年代以来合成橡胶开发的热点，LCBR生产装置灵活性大，可以和SSBR、高乙烯基聚丁二烯（HVBR）、中乙烯基聚丁二烯（MVBR）、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯（SIBR）等性能优异的轮胎用合成橡胶品种以及SBS在同一装置上生产，目前，世界上生产LCBR的厂家主要有德国Bayer、美国Goodyear、美国Bridgestone Firestone、意大利Enichem。近年来LCBR在欧、美、日等国的生产消耗量每年的增长速率在5%以上，有较高的增长速率。全世界范围内有十多个国家，近二十家公司生产LCBR，总生产能力约70万t/a，目前，国内外轮胎厂LCBR主要应用于轮胎的子口部位和胎面胶中。,国产LCBR,低顺胶在轮胎子口胶中的应用,在轮胎行驶过程中，子口部位由于与轮辋接触需要优异的耐磨性能和较高硬度，子口填充胶中还需要具有较低的滞后损失和较低的压缩永久变形，低顺式聚丁二烯橡胶和星型结构的聚丁二烯橡胶比普通顺丁橡胶更容易满足这样的性能要求。低顺胶或星形胶结合炭黑量可高达70%以上，工艺性能仍然较好，不影响挤出工艺，并且胶料具有低的滞后损失和低的压缩永久变形以及良好的耐磨性。因此低顺胶或星形胶在子口胶和填充胶中可以得到广泛的应用。,使用低顺式聚丁二烯橡胶的优势,不需要使用补强树脂即可达到较低的压缩永久变形；在低顺式BR中即使使用较高的碳黑填充量，仍可具有较低的滞后损失和良好的加工性能；不用补强树脂仍具有低的滞后损失；即使使用高并用比的低顺式聚丁二烯，仍具有优异的加工性能,低顺胶在轮胎胎面胶中的应用,采用NR/SBR/LCBR三胶并用，有利于提高胎面胶的耐磨性和耐疲劳性，而且炭黑填充量大，混炼胶的加工性能好，况且目前天然胶的价格远高于合成橡胶的价格，使用合成橡胶也有助于降低生产成本。,低顺式聚丁二烯橡胶与普通镍系顺丁橡胶的性能比较,LCBR 应用拓展,用于轮胎和橡胶制品中的低顺胶，具有优异的高填充性，目前国内应用领域主要为全钢载重子午线轮胎的胎面较和耐磨胶条（子口胶）中，目前北橡院又开发了其在安全跑气保用轮胎的支撑胶和要求碳黑填充量较高的轮胎部件中使用，因此可以拓展其应用领域。,中乙烯基和高乙烯基聚丁二烯橡胶,目前仍处于研究开发阶段,没有大规模生产和应用性能介于顺丁和丁苯之间,还具有某些特点.,丁基橡胶,丁基橡胶是以异丁烯与少量异戊二烯采用离子型聚合法生产的一种线型无凝胶的共聚物(即无支链，未硫化胶无交联)。丁基橡胶由于其本身结构的特点，透气性是烃类橡胶中最低的，丁基橡胶的化学不饱和度低，加上聚异丁烯链的不活泼性，使得丁基橡胶的耐热、耐臭氧老化性、耐氧化性能远优于其他的通用橡胶，另外，丁基橡胶有较好的耐酸、碱和耐极性溶剂，电绝缘性能比一般的合成胶好，吸水性极低。,由于丁基橡胶的以上特性，在轮胎中，丁基橡胶广泛用于各种规格的轮胎内胎，硫化胶囊和水胎；在橡胶制品中，丁基橡胶的应用也很广泛。但是，由于丁基橡胶的不饱和度低，其硫化速度慢，需要在高温或长时间硫化，而且自粘性和互粘性差，与高不饱和度橡胶的相容性差。因此人们致力于普通丁基橡胶的改性，陆续开发出了溴化丁基橡胶（BIIR）和氯化丁基橡胶（CIIR）很好地解决了丁基橡胶使用中存在的问题，从而扩大了丁基橡胶的应用范围,丁基橡胶,普通丁基橡胶,普通丁基橡胶具有透气率低、气密性好等特点，是轮胎内胎的理想胶种,在轮胎行业中主要用于丁基内胎、丁基胶囊和水胎。丁基橡胶的不饱和度对混炼胶的硫化速度及硫化胶的物理机械性能有较大的影响，门尼粘度是影响加工性能的重要指标，主要与分子结构及分子量分布有关。,丁基橡胶主要牌号和技术指标,内胎使用丁基橡胶,一般宜选择中不饱和度及门尼粘度高（分子量大）的丁基橡胶，以满足内胎的气透性小、耐热和机械强度的要求。丁基橡胶可填充炭黑量较大，内胎配方中一般多采用比表面积较小的粗粒子炭黑，如通用炉黑，或快压出炉黑与半补强炉黑并用，以提高混炼及挤出效果。不宜使用无机填料。加工油最好使用石蜡油，可提高胶料的低温性能和压出性能。氧化锌、硬脂酸为活化剂。增粘树脂可以稳定接头质量。硫化体系宜选用高温快速硫化的配合剂，最好是在160下于10min中内达到正硫化，一般可采用硫黄/促进剂TMTD/促进剂M或DM体系。,内胎用丁基橡胶,卤化丁基橡胶,卤化丁基橡胶是丁基橡胶在脂肪烃溶剂中进行氯化或溴化反应的改性产品，不仅保持了丁基橡胶原有的优良性能，还改进了普通丁基橡胶的一些性能，如提高了硫化速度、耐热性提高、增加了与其他橡胶的相容性等，特别适合制作无内胎轮胎的内衬气密层。世界卤化丁基橡胶所占比例日益上升，已占丁基橡胶总量的60%以上。,卤化丁基橡胶的主要牌号及技术指标,IIR技术进展,自IIR问世以来，经历了从IIR到卤化IIR、星型支化IIR、异丁烯对甲基苯乙烯共聚物及其卤化物等发展历程。目前，世界能生产IIR的有美国、加拿大、法国、比利时、英国、日本、前苏联和中国等10个国家，IIR(含卤化IIR)生产装置总数为13套。2000年世界IIR(含卤化IIR)总产能为84.2万/，其中Exxon公司约占60%，Bayer公司约占30%。,星型支化IIR,IIR分子中聚异丁烯段惰性较高，而且具有粘弹性，从而使IIR比较难以加工。由于缠结点之间的分子量高，IIR及其卤化衍生物的生胶强度和耐蠕变性都很低，因此，IIR主要借助于对门尼粘度和/或分子量的控制来获得某些加工性能，而且常常要以牺牲其它性能为代价。例如，为提高生胶强度而提高分子量会导致松弛时间延长，反之亦然。1989年，埃克森化工公司提出了一种新的IIR聚合物概念，这种新概念聚合物称之为“星型支化IIR”。它改变了IIR的分子结构，以适应对IIR加工性能的独特要求。具体方法是在聚合过程中加入支化剂，使聚合物具有范围很宽的双峰分子量分布，高分子量部分含有高度星型支化的分子，从而加宽了分子量分布，星型支化IIR具有不同的平衡粘弹性,，从而改善了加工性能，同时还提高了生胶强度，加快了应力松弛。这是由于大星型分子和分子量分布中占主体的低分子量线性部分之间形成了良好的网络所致，星型支化IIR使内胎和气密层的加工工艺获得了重大改善。,溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物(BIMS),开发这种新型橡胶的目的是，用于取代轮胎胎侧、胎面、胎体的橡胶材料和内衬层中的某些胶料。此外，还可与于密封件、隔膜片、绝缘套管、防震固定件、耐高温胶管、胶带、粘合剂和医疗器材等非轮胎橡胶制品。,(BIMS)应用,用ExxproTM橡胶做胎侧胶料无需加入任何化学保护剂即可得到具有超强的抗臭氧化性，而且无论是在静态还是动态应用下都具有长效的强力性能。ExxproTM与通用橡胶有很好的共硫化作用（共硫化效果比卤化丁基胶好），用于全天候型轮胎胎面提高了湿牵引性，降低了滚动阻力，用于冬季轮胎胎面可以提高湿地和雪地抓地性能。ExxproTM具有超强的耐热性还可以用于硫化胶囊，实验室条件下已证明优越的耐热性，在许多轮胎公司进行工厂试验，但由于加工困难，成功率很低，国外一些轮胎公司仍然在进行这方面的研究。,气密层配方设计,气密层配方设计国内最近研究方向补强填充剂 采用N330补强 采用N660补强新型补强填充材料 N330并用金刚素（含片状石墨）IIR专用料、气密性增进剂等 功能：增加气密性、降低生产成本采用尼龙改性树脂做气密层，提高气密性，降低生产成本，但加工工艺还存在问题。,异戊二烯橡胶,2000年世界生产能力为140.9万t/a，占合成橡胶世界总生产能力的11.5%，位居世界合成橡胶总产量的第三位，国内尚属空白。IR结构性能与天然橡胶（NR）相似，是合成胶中性能最接近NR的胶种，在各类橡胶制品中，可以大比例代替天然橡胶。俄罗斯在轮胎中，已经把IR用量提高到70100%。国内对高反式-1，4聚异戊二烯的研究较多，虽然它与普通天然橡胶或异戊橡胶具有完全相同的化学组成，但分子链中的双键结构相反，因此性能上差异很大。常温下反式-1，4聚异戊二烯是具有高硬度和高拉伸强度的结晶型聚合物，熔点60左右。国内曾进行了在轮胎胎面胶的应用试验，可以作为高速节能轮胎用原材料，但其不良的加工性能限制了其应用推广。,乙丙橡胶,乙丙橡胶依分子中单体组分的不同,可分为二元和三元乙丙橡胶两种,前者为乙烯和丙烯两组分的聚合物；后者是由乙烯、丙烯和少量第三单体生成的共聚物，为了区别，把乙烯和丙烯的共聚物叫二元乙丙橡胶，加入第三单体的叫三元乙丙橡胶。由于三元乙丙橡胶的产量远高于二元乙丙橡胶，应用面也广泛得多，通常所说的乙丙橡胶一般系指三元乙丙橡胶。由于乙丙橡胶所用的原料是乙烯和丙烯，它们都是石油化学工业最基础的产品，来源丰富，价廉易得，这就使乙丙橡胶成为最廉价的合成橡胶。,乙丙橡胶的应用,三元乙丙橡胶EPDM是橡胶中比重最小（0.865）的品种，又有较好的耐磨性和防老化性能，能制造轮胎是最理想的，但由于胶料的粘接性及胶料与纤维（帘子布）的粘着性差，虽然近20年来一些国家的厂家宣布制成了汽车轮胎，但还并不能大量生产。即使三元乙丙橡胶的自粘性和互粘性问题解决了，也还有一个在成本上与顺丁橡胶的竞争力问题，因为虽然EPDM是合成橡胶中最价廉的品种，甚至能低于天然橡胶，但由于第三单体昂贵，尤其是乙叉降冰片烯的采用，更使得三元乙丙橡胶的成本明显上升，竞争力下降。所以这两大困难严重地阻碍三元乙丙橡胶在轮胎生产上的大量使用。,谢 谢！,