1670dtex/2 116EPD改性聚酯簾線在缺氣保用輪胎胎體中的應用

朱作勇，李仁國，楊 超，范學付

（山東興鴻源輪胎有限公司，山東 臨沂 276200）

目前我國缺氣保用輪胎所采用的胎體簾線普遍以人造絲為主，人造絲屬于熱固性纖維，因具有良好的尺寸穩定性以及受熱后幾乎不收縮的特點而使其滯后損失小，生熱低，動態性能優于聚酯纖維[1]，廣泛應用于高端輪胎尤其是缺氣保用輪胎中[2-3]。但人造絲易吸濕且吸濕后破斷力較低的特性對加工環境中相對濕度的控制要求較高，同時其高價格也使輪胎制造成本增大[4-5]。高模量低收縮（HMLS）聚酯簾線具有模量高、收縮率小及成本低的特點，可以提高子午線輪胎的耐疲勞性能，降低輪胎生熱，有利于延長輪胎的使用壽命，提高輪胎的高速性能，廣泛應用于轎車及輕型載重子午線輪胎中[6-7]。近年來新的改性聚酯簾線產品不斷推出，其對聚酯簾線的尺寸穩定性等進行了改進。鑒于低負荷缺氣保用輪胎對胎體簾線各項性能的要求并不高，改性聚酯簾線基本滿足缺氣保用輪胎胎體的性能指標[8-9]。

我公司正在探索一種改性聚酯簾線的應用，旨在進一步提高胎體簾線的尺寸穩定性及耐疲勞性能，減小滯后損失，降低生熱，提高缺氣保用輪胎的各項性能。

本工作研究1670dtex/2 116EPD改性聚酯簾線在225/55ZRF17 97W缺氣保用輪胎胎體中的應用，并與普通HMLS聚酯簾線進行對比。

1 實驗

1.1 主要原材料

1670dtex/2 116EPD改性聚酯簾線，曉星化纖（嘉興）有限公司產品；普通HMLS聚酯簾線，國內某公司產品。

1.2 主要設備和儀器

拉力試驗機和紗線捻度儀，高鐵檢測儀器（東莞）有限公司產品；干熱收縮儀，北京萬匯一方科技發展有限公司產品；鋼絲纖維兩用壓延生產線，意大利科美利奧埃科利公司產品；90°臥式纖維簾布裁斷接頭機，江陰市勤力橡塑機械有限公司產品；二次法成型機，威海萬達橡膠設備開發有限責任公司產品；1 219.2 mm（48英寸）B型液壓雙模定型硫化機，山東歐美雅機械科技有限公司產品；轎車輪胎耐久高速性能試驗機，天津久榮車輪技術有限公司產品。

1.3 性能測試

各項性能均按相應的國家標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 聚酯簾線的基本性能

1670dtex/2 116EPD改性聚酯簾線與普通HMLS聚酯簾線的基本性能對比見表1。

表1 兩種聚酯簾線的基本性能對比

從表1可以看出，與普通HMLS聚酯簾線相比，改性聚酯簾線的斷裂強力增大，定負荷伸長率、斷裂伸長率、捻度、干熱收縮率以及尺寸穩定性指數均減小。可見改性聚酯簾線的尺寸穩定性優于普通HMLS聚酯簾線。

2.2 工藝性能

2.2.1 壓延

采用鋼絲纖維兩用壓延生產線壓延，根據1670dtex/2 116EPD改性聚酯簾線的工藝性能指標要求，壓延張力設定為8 500 N，壓延厚度與普通HMLS聚酯簾線一致，簾布壓延過程穩定，無膠線分離、稀線、打褶、布面不平等質量問題。

2.2.2 裁斷

采用90°臥式纖維簾布裁斷接頭機裁斷，裁斷過程中壓延簾布表面平整，無翹頭及大頭小尾現象，拼接無錯邊現象，裁斷加工性能良好，滿足生產工藝要求。

2.2.3 成型

采用二次法成型機成型胎坯，成型過程中未發現異常，胎坯外觀良好。

2.2.4 硫化

采用B型液壓雙模定型硫化機、氮氣硫化。考慮缺氣保用輪胎的胎側厚度較大，硫化條件較普通輪胎做相應調整，硫化后輪胎外觀未發現異常。

2.3 成品性能

采用1670dtex/2 116EPD改性聚酯簾線和普通HMLS聚酯簾線生產225/55ZRF17 97W標準型缺氣保用輪胎，分別記作A輪胎和B輪胎。

2.3.1 外緣尺寸

成品輪胎的外緣尺寸按照GB/T 521—2012《輪胎外緣尺寸測量方法》進行測量，結果見表2。

表2 成品輪胎的外緣尺寸 mm

從表2可以看出，兩種輪胎的外直徑和斷面寬基本一致。說明兩種輪胎的外緣尺寸相當，且均滿足國家標準要求。

2.3.2 強度性能

成品輪胎的強度性能按照GB/T 4502—2016《轎車輪胎性能室內試驗方法》進行測試，試驗充氣壓力為180 kPa，壓頭直徑為19 mm，測試結果如表3所示。

表3 成品輪胎的強度性能測試結果

從表3可以看出，兩種輪胎的5點破壞能基本一致且第5點均為觸及輪輞未壓穿。說明兩種輪胎的強度性能相當，且均滿足國家標準要求。

2.3.3 高速性能

成品輪胎的高速性能按照GB/T 4502—2016進行測試，試驗充氣壓力為320 kPa，試驗負荷為輪胎負荷指數對應的負荷能力×68%，達到國家標準要求后再按照企業標準測試，試驗負荷不變，每隔10 min行駛速度增大10 km·h-1，直至輪胎損壞為止，測試結果如表4所示。

從表4可以看出，A和B輪胎的最高行駛速度分別為300和280 km·h-1，試驗結束時A輪胎的損壞形式為胎冠脫落，B輪胎的損壞形式為胎冠肩部鼓包，均滿足國家標準要求，其中A輪胎的高速性能更優，說明采用改性聚酯簾線生產的缺氣保用輪胎的高速性能優于采用普通HMLS聚酯簾線生產的缺氣保用輪胎。

表4 成品輪胎的高速性能測試結果

2.3.4 耐久性能

成品輪胎的耐久性能按照GB/T 4502—2016進行測試，試驗充氣壓力為180 kPa，低氣壓試驗充氣壓力為140 kPa，達到國家標準要求后再按照企業標準測試，每隔4 h負荷率增大10%，直至輪胎損壞為止，測試結果如表5所示。

表5 成品輪胎的耐久性能測試結果

從表5可以看出，A和B輪胎的累計行駛時間分別為55.78和58.67 h，試驗結束時兩種輪胎的損壞形式均為胎肩掉塊。可見兩種輪胎的耐久性能相當，且均滿足國家標準要求。

2.3.5 缺氣行駛狀態下的耐久性能

成品輪胎在缺氣行駛狀態下的耐久性能按照GB/T 30196—2013《自體支撐型缺氣保用輪胎》進行測試，試驗充氣壓力為零，達到標準時間后不停止試驗，直至輪胎損壞為止，測試結果如表6所示。

表6 成品輪胎在缺氣行駛狀態下的耐久性能測試結果

從表6可以看出，A和B輪胎的累計行駛時間分別為132和100 min，試驗結束時兩種輪胎的損壞形式均為支撐膠斷裂，滿足國家標準及公司內控標準要求。其中A輪胎的零氣壓耐久性能更好，說明采用改性聚酯簾線生產的缺氣保用輪胎在缺氣行駛狀態下的耐久性能優于采用普通HMLS聚酯簾線生產的缺氣保用輪胎。

3 結論

1670dtex/2 116EPD改性聚酯簾線的尺寸穩定性優于普通HMLS聚酯簾線，加工性能良好且利于生產。采用改性聚酯簾線生產的缺氣保用輪胎在外緣尺寸、強度性能及耐久性能方面均與采用普通HMLS聚酯簾線生產的缺氣保用輪胎相當，但其高速性能及缺氣行駛狀態下的耐久性能明顯提高。由此可見，使用改性聚酯簾線可以滿足部分較低負荷的缺氣保用輪胎生產且可提升成品輪胎部分性能。