胎面膠門尼粘度對胎面擠出尺寸的影響

勞龍龍，楊京輝，李 濤，袁金琪

[特拓（青島）輪胎技術有限公司，山東 青島 266100]

門尼粘度又稱轉動（門尼）粘度，由門尼粘度儀測得，可以反映橡膠加工性能的好壞、相對分子質量的高低及相對分子質量分布的寬窄[1-3]。門尼粘度高，其相對分子質量高、相對分子質量分布寬，可塑性低，膠料不易混煉均勻及擠出加工[4-6]；門尼粘度低，其相對分子質量低、相對分子質量分布窄，膠料易粘輥[7-8]。門尼粘度過高或過低對橡膠制品部件的擠出尺寸均有一定影響。

由于密煉生產的膠料門尼粘度有一定的波動，而門尼粘度會影響輪胎胎面的擠出尺寸，本工作研究胎面膠門尼粘度對胎面擠出尺寸的影響，以保證胎面的合格率。

1 實驗

1.1 主要設備

三復合冷喂料擠出機，德國特勒斯特公司產品，上、中、下擠出機螺桿直徑分別為120，250和150 mm；輔線包括收縮輥道、輸送輥道、冷卻水箱和接取裝置等。BB430型密煉機，日本神戶制鋼所產品。

1.2 試驗方案

密煉生產4批相同配方胎面膠，通過調整膠料塑煉工藝控制門尼粘度[9]，研究胎面膠門尼粘度對胎面擠出尺寸的影響。

研究參考我公司現有標準：門尼粘度[ML（1＋4）100 ℃] 62±5，胎面寬度（230±2）mm，胎肩厚度（8.0±0.2）mm。膠料門尼粘度控制范圍為：第1批 77～78，第2批 70～71，第3批63～64，第4批 56～57。

1.3 試驗步驟

（1）使用同批次膠料時，同批膠料平均分為2份，同時供膠；使用不同批次膠料時，每批膠料平均分為2份，按照每批2份同時供膠，保證擠出機喂料充足，壓力穩定。

（2）不同批次膠料采用相同工藝參數擠出生產相同規格的胎面。

（3）生產過程中要求使用相同的操作人員，通過調整生產輔線速度保證用每批門尼粘度膠料生產的胎面總寬度一致，記錄擠出時的胎面寬度和各部位厚度。

2 結果與討論

2.1 擠出機各特征數據的相關性

擠出機螺桿轉速影響擠出機吐出量、壓力、電流及擠出溫度等特征數據的變化，從而影響胎面擠出尺寸。

胎面翼膠、冠膠和基部膠分別由上、中和下擠出機擠出，其中Φ250擠出機在不同螺桿轉速下的特征數據如表1所示，各特征數據的相關性如圖1—3所示，其中，y1，y2，y3分別為Φ250擠出機的吐出量、壓力和電流，x為擠出機螺桿轉速。

表1 Φ250擠出機在不同螺桿轉速下的特征數據

從圖1—3可以看出，Φ250擠出機螺桿轉速與其特征數據基本呈線性關系，且螺桿轉速與吐出量、壓力及電流的線性相關因數（R2）分別為0.998 9，0.958 3和0.965 7，試驗數據的有效性能夠得到保證。

圖1 Φ250擠出機螺桿轉速與吐出量的相關性

2.2 工藝參數

2.2.1 擠出機溫度控制參數

Φ250三復合冷喂料擠出機溫度控制參數為：螺桿 85 ℃，機筒后 85 ℃，機筒前 85 ℃，機頭85 ℃，口型盒 110 ℃。

2.2.2 口型板數據

胎面口型板開槽設計如圖4所示，基礎數據如表2所示。

表2 胎面口型板基礎數據

圖4 胎面口型板開槽設計

2.2.3 擠出工藝參數

口型代碼 T230A，預口型代碼 A01，轉速12.3 r·min-1，線速度 15 m·min-1。

2.3 不同門尼粘度膠料擠出胎面尺寸

不同門尼粘度膠料擠出胎面的尺寸見表3。

從表3可以看出：門尼粘度較低的同配方膠料在同樣擠出寬度下擠出的胎面厚度較小；門尼粘度相差6個門尼值的膠料擠出的胎面各部位厚度均在公差范圍以內，胎面尺寸合格；門尼粘度相差14個門尼值的膠料擠出的胎面各部位厚度超出公差范圍，胎面尺寸不合格。

表3 不同門尼粘度膠料擠出胎面的尺寸 mm

膠料門尼粘度低，可塑性好，在同樣壓力的作用下，膠料擠出后變形量小，膨脹率小。

圖2 Φ250擠出機螺桿轉速與壓力的相關性

圖3 Φ250擠出機螺桿轉速與電流的相關性

同時使用門尼粘度為56～67和70～71的膠料擠出胎面，在w1和w2分別為230，180 mm時，t1，t2，t3，t4分別為8.07，8.09，6.95和6.60 mm。可以得出，搭配使用門尼粘度高和低的膠料，擠出胎面尺寸可以控制在標準值±0.2 mm以內。

實踐證明，機頭壓力的穩定性、口型開型比的合理性、生產輔線的拉伸量等也會影響擠出胎面尺寸的穩定性。

3 結論

（1）對于相同配方的胎面膠，門尼粘度越低，相同擠出寬度下擠出胎面厚度越小。

（2）高門尼粘度與低門尼粘度膠料搭配使用，可有效控制擠出胎面尺寸的合格率，避免出現大量返回膠。

（3）門尼粘度相差6個門尼值的膠料擠出胎面各部位的厚度在公差范圍以內，對膠料生產時門尼粘度的控制有一定的指導意義。