Seal技術輪胎內部亮層薄膜的定性分析

岳 敏，劉玉環

（北京橡膠工業研究設計院有限公司，北京 100143）

倍耐力公司Seal Inside技術、德國大陸公司ContiSeal技術、米其林公司SelfSeal技術、住友公司CoreSeal技術等都是一種抗刺扎、自愈合或自補漏的安全輪胎Seal（密封）技術。其原理是當直徑不大于5 mm的尖銳異物刺入輪胎胎面時，會被輪胎內部的一層特殊密封膠料（也稱為輪胎自愈合或自密封膠，具有流動性和伸縮性）包裹住，避免異物刺扎至腔體，防止壓力氣體泄露，從而保持輪胎的充氣壓力；當異物被移除時，密封膠料會自動封閉穿孔，達到密合，不讓胎壓下降，起到補胎的效果，保證輪胎安全使用。特殊密封膠料具有粘性，噴涂在專用保護薄膜上，在輪胎成型過程中貼合在胎面部位胎體層上。該保護薄膜透明光亮，對密封膠料可以起到防粘和保護的作用[1-7]。

本工作采用紅外光譜儀和化學法對Seal技術輪胎內部亮層薄膜進行定性分析。

1 實驗

1.1 樣品

Seal技術輪胎內部亮層薄膜在胎體上的具體所處部位為輪胎肩部與內襯層搭接處（見圖1），其替代了該部位對應的內襯層。亮層薄膜在特殊密封膠料表面，如圖2所示。亮層薄膜樣品剖析自成品輪胎，樣品（帶特殊密封膠料）質量為20 mg。

圖1 輪胎Seal技術結構Fig.1 Seal technology structure of tire

圖2 Seal技術輪胎斷面剖析Fig.2 Analysis of Seal technology tire section

1.2 測試分析

采用美國Thermo Fisher科技公司生產的NICOLET iS10型傅里葉紅外光譜（FTIR）儀進行FTIR測試分析，條件為：檢測器 熱釋電型（DTGS），波長 4 000～650 cm-1，掃描次數 32，分辨率 4 cm-1，晶體材料 金剛石；采用衰減全反射（ATR）技術，用ATR附件固定平壓頭，直接測試，采集樣品的FTIR譜[5-6]。

2 FTIR分析

Seal技術輪胎亮層薄膜的FTIR譜及指紋區FTIR譜分別如圖3和4所示。

圖3 Seal技術輪胎亮層薄膜的FTIR譜Fig.3 FTIR spectrum of bright layer film of Seal technology tire

圖4 Seal技術輪胎亮層薄膜的指紋區紅外光譜Fig.4 Fingerprint region FTIR spectrum of bright layer film of Seal technology tire

從圖3和4可以看出：1 635.96 cm-1處為酰胺Ⅰ譜帶（C=O伸縮振動）的吸收峰，1 537.94 cm-1處為酰胺Ⅱ譜帶（N—H彎曲振動和C—N伸縮振動）的吸收峰；官能團振動區3 298.43 cm-1處為N—H的伸縮振動峰；3 083.45 cm-1為C—N的耦合振動峰，2 930.11和2 857.57 cm-1處為—CH2—的振動吸收峰；683.98 cm-1為N—H的搖擺振動峰。因此，推斷Seal技術輪胎亮層薄膜為聚酰胺材質。

從圖4還可以看出：亮層薄膜在1 000～900 cm-1范圍內有2個明顯的特征吸收峰，即在958.55和928.26 cm-1處有特征吸收峰；在1 027.68 cm-1處有較弱的特征吸收峰。由此判定，該輪胎亮層薄膜為聚己內酰胺（尼龍6）。與聚己內酰胺不同的是聚己二酸己二胺（尼龍66）在935 cm-1附近有中等強度的特征吸收峰，在906 cm-1附近有弱的特征吸收峰。

圖5和6分別示出了Seal技術輪胎亮層薄膜的FTIR譜與聚己內酰胺的標準FTIR譜及亮層薄膜的指紋區FTIR譜與聚己內酰胺的指紋區標準FTIR譜對比[8-16]。

圖5 Seal技術輪胎亮層薄膜的FTIR譜與聚己內酰胺的標準FTIR譜對比Fig.5 Comparison between FTIR spectrum of bright layer film of Seal technology tire and standard FTIR spectrum of polycaprolactam

圖6 Seal技術輪胎亮層薄膜的指紋區FTIR譜與聚己內酰胺的指紋區標準FTIR譜對比Fig.6 Comparison between fingerprint region FTIR spectrum of bright layer film of Seal technology tire and fingerprint region standard FTIR spectrum of polycaprolactam

從圖5和6可以看出，輪胎亮層薄膜的FTIR譜與聚己內酰胺的標準FTIR譜匹配度為96%左右，指紋區FTIR譜的出峰位置可一一對應。此外，該亮層薄膜可溶于甲酸，這也可以佐證其為聚己內酰胺材質。

3 結論

采用FTIR法分析聚合物材料具有測試方便、取樣少、不破壞樣品的特點。尖銳異物刺入Seal技術輪胎胎面時，會被胎體內部的特殊密封膠料包裹住，阻止壓力氣體泄漏。特殊密封膠料具有粘性，噴涂在透明光亮的專用保護薄膜上。亮層薄膜能夠對Seal技術輪胎特殊密封膠料起到保護和防粘的作用，并使其成型貼合容易操作。取自成品輪胎的帶特殊密封膠料的亮層薄膜通過FTIR分析確定，亮層薄膜為聚己內酰胺材質。