稀土順丁橡膠的基本性能研究

安曉輝

摘 要：順丁橡膠在我們的生活當中應用十分廣泛，稀土順丁橡膠作為順丁橡膠中的一員，相較于其它種類的順丁橡膠，在機械性能方面更具優勢。特別是稀土順丁橡膠的滾動阻力更低，有利于實現輪胎業的節能、降耗目的。我國早在上世紀六十年代就開始對稀土順丁橡膠的基本性能進行研究，近年來隨著稀土順丁橡膠的應用越來越廣泛，國內外對其的研究也越來越多。本文主要對稀土順丁橡膠的基本性能進行了研究分析，并對其發展前景進行了展望。

關鍵詞：稀土順丁橡膠；混煉；基本性能

1 前言

稀土順丁橡膠不僅具有良好的結晶性能，還存在著拉伸強度大、粘性好等特點。與傳統的鋰、鈷、鈦系等順丁橡膠相比，稀土順丁橡膠在抗疲勞性、耐磨性、滾動阻力以及生熱方面也更具優勢，因此能夠更好地應用于輪胎制造業中。目前國內具有稀土順丁橡膠生產技術或生產能力的有錦州石化、獨山子石化、燕山石化、山東華宇、齊翔騰達5家企業，近期四川石化、大慶石化也在積極準備對原鎳系順丁橡膠生產裝置進行改造，生產稀土順丁橡膠。

2 基本性能分析

2.1 試驗部分

實驗中常用的原材料有NdBR-D、NdBR-F、NiBR，其中NdBR-D及 NiBR是獨山子石化公司乙烯廠生產的；NdBR-F來自于德國lanxess公司。試樣配置上，基本配比如下（質量比）：100份順丁橡膠，2份硬脂酸，3份氧化鋅，60份工業炭黑，15份環烷油，1.5份硫磺，還有0.9份的促進劑TBBS。在試驗中采用的是兩段混煉。

2.2 混煉加工性能及硫化特性

將NdBR-D、NdBR-F、NiBR放入密煉機進行混煉，經過一段時間后，三者在轉矩曲線的變化情況上相似。但加入黑炭后，轉矩就發生了明顯的變化，曲線先升高，之后開始下降，最后逐漸進入平緩區。NiBR混煉時最高轉矩最小，NdBR-F的最高轉矩最大，NdBR-F和NdBR-D在放入黑炭后最高轉矩要超過NiBR，這可以看出稀土順丁橡膠的生膠比較硬，在剪切上較為困難。原因在于稀土順丁橡膠相對分子質量較大。在混煉中，NiBR、NdBR-D和NdBR-F在排膠結團性方面都比較優異。混煉膠和生膠的門尼豁度比較，差距最大的是NdBR-F，其次是NdBR-D，從此可以看出，NdBR-D以及NdBR-F和炭黑的結合能力更強；NiBR應力弛豫面積比較小，要比NdBR的小。NdBR-D以及NdBR-F在ML上要比NiBR大，這說明稀土順丁橡膠在測試溫度下的流動性不如鎳系順丁橡膠，這也和混煉膠門尼豁度所反映的情況相一致。

NdBR-D的t1值和NiBR的t1值相近，時間都比NdBR-F長；在t90上，NiBR以及NdBR-F要比NdBR-D稍長，這說明NdBR-D的硫化速率更快。

2.3 力學性能及老化性能

在拉伸強度方面，NdBR-D及NdBR-F要比NiBR的性能更好一些。NdBR-D及NdBR-F，在定伸應力為百分之三百時，NdBR-D性能更優，與NiBR相差不多；這三者在扯斷伸長率方面差異不大，NdBR-D以及NdBR-F在撕裂強度上相近，都高于NiBR的撕裂強度；NdBR-D在硬度方面較為優異。

實驗表明，NdBR-D、NdBR-F和NiBR老化后，無論是在拉伸的強度還是扯斷伸長率上都出現了下降的情況。并且NiBR的下降速率最大，從而表明NdBR-D以及NdBR-F的耐老化性能相對較好。在耐磨性上，NdBR-D和NdBR-F比NiBR更加耐磨，這是因為稀土順丁橡膠的結構是超高順式的。

除此之外，在壓縮生熱性能方面，NdBR-F和NdBR-D也優于NiBR；在回彈性方面，NdBR-F和NiBR比NdBR-D的回彈性好；在耐屈撓性方面，NdBR-F和NiBR不如NdBR-D。

3 稀土順丁橡膠預期前景

隨著公路建設的飛速發展，人們對輪胎的質量和使用性能也提出了更高的要求。歐盟早在2012年11月開始推行新的法規，要求所有在歐洲地區銷售的新輪胎都必須使用標明燃料效率、濕地附著力及外部滾動噪音的標簽，并將按照從最優的“A級”到最差的“G級”體系進行分類。美國和日本也在評估實行類似地法規。這些措施都將推動稀土順丁橡膠在輪胎行業的全面應用，并將顯著提升高性能輪胎的產量。

目前國際的稀土順丁橡膠生產能力約為150萬噸/年。預計在未來5年，稀土順丁橡膠的產能將達到200萬噸/年。我國的高速公路總里程數已經僅次于美國，居世界第二。我國車輛擁有量的不斷增加，必將推動國內輪胎制造業的進步和發展，同時也給稀土順丁橡膠在輪胎中的應用提供了寶貴的發展機遇和空間。

4 結束語

綜上所述，稀土順丁橡膠在輪胎行業的全面應用是高性能輪胎發展的必然趨勢。如何生產出性能更加優異的稀土順丁橡膠，進而更好地達到我國輪胎制造行業節能、環保的目的，將成為未來一段時間內稀土順丁橡膠的研究方向。

參考文獻：

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