陳新中
膠料與鋼絲簾線的粘合力是子午線輪胎的關鍵技術之一，它不僅要求在常溫靜態下有良好的粘合力，而且在動態、高溫、潮濕老化后仍要能保持良好的粘合力。影響膠料與鋼絲簾線粘合水平的配方因素很多，主要與促進劑的品種、氧化鋅和硬脂酸的用量、填充補強體系、增粘劑的選用、使用不溶性硫黃、軟化劑用量、使用防焦劑等有關。本文僅從填充補強體系—炭黑的角度進行分析。
膠料與鋼絲簾線粘合部分所使用的炭黑主要是N326，由于原有的1#配方中未加入粘合劑—鈷鹽，配方有局限性。使用此配方，原材料的改變對膠料性能的影響較大，炭黑作為膠料中除橡膠以外用量最大的原材料，其影響程度與其他原材料相比，占主要位置。因此，研究不同品質的炭黑對膠料與鋼絲粘合力及物理性能的影響，對炭黑生產企業是一項很有意義的工作。現將本公司與某輪胎公司共同實驗的情況予以介紹。
實驗采用原1#配方，由本公司提供三批N326炭黑用于全鋼載重子午線輪胎胎體膠料，將實驗結果與該輪胎公司現在使用的N326炭黑的膠料性能進行對比。
一、實驗
1.原材料
NR STR20#;炭黑不同品質的N326(甲、乙兩批)。
2.實驗配方
NR 100;氧化鋅6.5;硬酯酸2;防老劑40102;防老劑BLE 1;松焦油4;不溶性硫黃3;N326炭黑55;促進劑DM 1.25;RE樹酯3;合計177.75。
3.測試儀器和試驗設備
DBP測試儀德國布拉本特公司產品;氮吸附比表面積測定儀美國邁克公司產品;反射式黑度計溫州市儀器儀表公司產品;GK370、GK270密煉機KRUPP公司產品;φ160mm×320mm開煉機湛江機械廠產品;140t平板硫化機上海橡膠機械一廠產品;ODR2000硫化儀、MV2000門尼粘度計美國阿爾法科技公司產品;tensiTECH拉力機英特朗公司產品。
4.試樣制備
在GK370密煉機上制備母煉膠，在GK270密煉機上制備終煉膠，在φ160mm×320mm開煉機上薄通，下成約2mm厚的試樣。
二、實驗一
1.理化性能
2005年12月，某輪胎公司將本公司提供的6噸N326炭黑(甲批)進行了理化性能分析，與該公司正在使用的N326炭黑(以下簡稱“在用N326”)的理化性能分析數據進行了對比，并將兩種炭黑的分析數據與子午線輪胎所需炭黑的技術標準進行了對比，甲批N326與在用N326炭黑理化性能分析數據對比結果見表1。
由表1可以看出，甲批產品化學指標的DBP值、CDBP值、著色強度指標均比在用N326高。物性指標中300%定伸應力也比在用N326高，炭黑表面積也較高，但數值均在指標范圍內，在用N326的著色強度低于指標值。從理化性能看，甲批產品可以滿足子午線輪胎技術標準。
2.快檢性能
甲批N326與在用N326炭黑混煉成膠料后物理性能對比結果見表2。由表2可知，甲批產品的分散性能比在用N326差，門尼粘度比在用N326高，焦燒時間比在用N326短，膠料的硬度比在用N326大，膠料與鋼絲粘合力比在用N326低，因此甲批產品與在用N326相比，存在缺陷。
3.物理性能
甲批N326與在用N326炭黑混煉成膠料后物理性能對比結果見表3。
由表3可以看出，甲批樣品的300%定伸應力及疲勞系數比在用N326低，但撕裂強度比在用N326高。可見，盡管甲批產品的某些性能比在用N326好，但仍不能滿足全鋼載重子午胎胎體膠的使用要求，需要進行改善。
三、實驗二
實驗配方及實驗步驟同實驗1，改變N326炭黑的批號，將乙批炭黑投入使用。乙批炭黑與甲批炭黑的主要差別是生產工藝發生了變化，原料油配方保持不變，炭黑的吸油值降低，聚集體的分布變寬，300%定伸應力降低，其它性能保持不變。乙批N326炭黑主要物化性能見表4。
1.理化性能
2006年5月，本公司將乙批16噸N326炭黑送往某輪胎公司，并派技術人員全程進行跟蹤，參與實驗。5月8日，將此批炭黑投入使用，共生產了180手膠料，對膠料性能進行檢測。乙批N326與在用N326混煉成膠料后快檢膠料性能對比結果見表5。
由表4對比可以看出，乙批產品的化學指標與在用N326沒有大的差異，可以滿足子午線輪胎技術標準。
2.快檢性能
由表5可知，乙批N326混煉成的膠料門尼粘度比在用N326高，焦燒時間比在用N326長，膠料的硬度比在用N326大，膠料與鋼絲粘合力比在用N326高。與在用N326相比，乙批N326更好，且符合全鋼子午線載重胎胎體膠的指標要求。
3.物理性能
乙批N326與在用N326炭黑混煉成膠料后的物理性能對比結果見表6。
由表6可以看出，乙批N326炭黑樣品與在用N326相比，在鋼絲抽出方面，除熱老化后鋼絲抽出力稍低于在用N326外，其它均高于在用N326;在強伸性能方面，撕裂性能和硬度均較優，其它性能與在用N326相當。
四、結論
1.乙批N326炭黑理化性能滿足子午線載重胎技術要求。
2.乙批N326炭黑應用在鋼絲粘合膠中快檢各項性能滿足指標要求，且鋼絲抽出力較高。
3.與在用N326相比，乙批N326膠料在鋼絲抽出方面，除熱老化后稍低于在用N326外，其它性能均高于在用N326，在強伸性能方面，撕裂強度和硬度均優于在用N326，其它性能與在用N326相當。
4.用乙批N326炭黑替代在用N326，不會影響膠料的使用性能。
五、結語
炭黑作為補強填充劑，在輪胎中應用十分廣泛，其用量僅次于橡膠，約占輪胎總重的30%~40%，因此炭黑產品的質量及性能對橡膠性能的影響非常大。不同生產工藝、不同原料配比生產的炭黑其使用性能不同。對載重子午線輪胎胎體膠原1#配方中使用的N326炭黑來說，其某些指標(如著色強度)，對膠料與鋼絲粘合力有影響，著色強度高，反而使用效果較差，鋼絲抽出力低，這可能與配方性質及使用習慣有關。因此輪胎廠在制定炭黑的接收標準時，應根據適用即為合格的原則，制定適合使用的炭黑接收標準。炭黑生產廠也要生產能適合客戶使用要求的炭黑產品，以適用客戶為最佳標準。
