热熔型轮胎自修复密封胶的开发与性能研究

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热熔型自修复密封胶与内壁被涂敷的充气轮胎等一同组成防刺扎安全轮胎系统,在国内外均有产品销售,但是却鲜有相关的文献报道其加工方法、组成成分以及检测手段。本文以市售产品为蓝本从如何制备、如何表征两个角度展开实验,研究其中各种组分对其流变性能、力学性能以及应用性能的影响。
  (1)参考热熔胶的制备方法,设计了烧瓶法和密炼机法两种加工方法,实验过程表明烧瓶法制备的样品更均匀,制备时间更短。
  (2)使用丁基橡胶和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯作为基体材料制备自修复密封胶,分析样品黏度-剪切速率曲线、模量-剪切速率曲线,使用核磁共振氢谱及差示扫描量热仪表征,结果与市售产品比对,确定了丁基橡胶为合适的基体材料。加入200份低分子量聚异丁烯作为增粘剂样品的复数黏度、弹性模量都低于市售样品,为加入树脂和填料留出空间是最佳增粘剂用量。比较了炭黑与白炭黑两种不同填料对样品性能的影响,实验表明加入白炭黑后样品的黏度和弹性模量与市售样品相距过远,并且白炭黑样品的硬度较高初粘性较差,最终确定20份炭黑为填料用量。经过这一步实验得到了100份丁基橡胶、200份聚异丁烯、20份炭黑和2份防老剂1010作为基础配方。
  (3)探究了C5石油树脂、非晶态α-共聚烯烃(APAO)树脂以及季戊四醇硬酯酸酯(PETS)树脂三种不同树脂及不同用量对样品的影响。C5石油树脂使得玻璃化转变温度有小幅度上升,且具有一定的增塑作用在加入量为15份时样品的高温表观黏度、复数黏度、弹性模量等数据已经与市售产品相近,对剥离强度和软化点有小幅度的提升作用,但是对流淌性的抑制不明显。APAO树脂和PETS树脂都使得玻璃化转变温度有小幅度上升但仍保持低位,APAO树脂由于其相对较高的分子量使得剥离强度、软化点得到明显提升,并且有效抑制了流淌性,非晶态α-烯烃共聚物树脂在加入量超过10份后样品的复数黏度和弹性模量等全部超过市售样品和基础配方。PETS树脂使得样品的损耗模量获得了大幅度的降低,但同时也降低了弹性模量、复数黏度和高温表观黏度,PETS树脂对流淌性的抑制作用较弱,在加入20份时才能获得比较高的剥离强度。自修复性能实验中,除了P-1/2号样品外均具有一定程度的自修复性。总而言之C5树脂可以有效改善流动性,APAO树脂可以抑制流动性增加剥离强度,PETS树脂降低损耗模量。
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