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(wěn)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(tài)性能優(yōu)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(huán)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(chǎn)品不斷推出，其對聚酯簾線的尺寸穩(wěn)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(wěn)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(chǎn)品；普通HMLS聚酯簾線，國內(nèi)某公司產(chǎn)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(chǎn)品；干熱收縮儀，北京萬匯一方科技發(fā)展有限公司產(chǎn)品；鋼絲纖維兩用壓延生產(chǎn)線，意大利科美利奧埃科利公司產(chǎn)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(chǎn)品；二次法成型機，威海萬達橡膠設備開發(fā)有限責任公司產(chǎn)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(chǎn)品；轎車輪胎耐久高速性能試驗機，天津久榮車輪技術(shù)有限公司產(chǎn)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(jié)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(wěn)定性指數(shù)均減小。可見改性聚酯簾線的尺寸穩(wěn)定性優(yōu)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(chǎn)線壓延，根據(jù)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(wěn)定，無膠線分離、稀線、打褶、布面不平等質(zhì)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(xiàn)象，拼接無錯邊現(xiàn)象，裁斷加工性能良好，滿足生產(chǎn)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(fā)現(xiàn)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(cè)厚度較大，硫化條件較普通輪胎做相應調(diào)整，硫化后輪胎外觀未發(fā)現(xiàn)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(chǎn)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(jié)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(nèi)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(jié)果如表3所示。

表3 成品輪胎的強度性能測試結(jié)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(shù)對應的負荷能力×68%，達到國家標準要求后再按照企業(yè)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(jié)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(jié)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(yōu)，說明采用改性聚酯簾線生產(chǎn)的缺氣保用輪胎的高速性能優(yōu)于采用普通HMLS聚酯簾線生產(chǎn)的缺氣保用輪胎。

表4 成品輪胎的高速性能測試結(jié)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(yè)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(jié)果如表5所示。

表5 成品輪胎的耐久性能測試結(jié)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(jié)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(tài)下的耐久性能

成品輪胎在缺氣行駛狀態(tài)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(jié)果如表6所示。

表6 成品輪胎在缺氣行駛狀態(tài)下的耐久性能測試結(jié)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(jié)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(nèi)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(chǎn)的缺氣保用輪胎在缺氣行駛狀態(tài)下的耐久性能優(yōu)于采用普通HMLS聚酯簾線生產(chǎn)的缺氣保用輪胎。

3 結(jié)論

1670dtex/2 116EPD改性聚酯簾線的尺寸穩(wěn)定性優(yōu)于普通HMLS聚酯簾線，加工性能良好且利于生產(chǎn)。采用改性聚酯簾線生產(chǎn)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(chǎn)的缺氣保用輪胎相當，但其高速性能及缺氣行駛狀態(tài)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(chǎn)且可提升成品輪胎部分性能。