TMA1000胶料表面黏性分析新技术

刘华侨, 陈 松, 杨京辉, 顾培霜

(特拓（青岛）轮胎技术有限公司, 山东 青岛 266061)

TMA1000胶料表面黏性分析新技术

刘华侨, 陈 松, 杨京辉, 顾培霜

(特拓（青岛）轮胎技术有限公司, 山东 青岛 266061)

主要介绍了一种新型的胶料表面黏性测试仪器TMA1000，分析了表面黏性的测试原理、仪器校准以及半制品的测试重现性，同时从半制品存放周期的制定与在配方研发工作中的作用两个方面，阐述了TMA胶料表面黏性分析仪在轮胎行业应用的重要性。

TMA表面黏性分析仪；表面黏性；存放周期；配方研发

0 前 言

随着中国轮胎产业的飞速发展和国际竞争的日趋激烈，国际市场对中国轮胎的质量提出了更高的要求[1]。黏性控制是提高轮胎质量的重要因素。黏性是材料表面在经受短时间轻微压力后被分开所需要的力，胶料的黏性对轮胎的安全性、橡胶半部件的生产以及成型加工有重要的关系。很多市场上的轮胎召回都与压延的骨架材料半制品或气密层半制品的质量有关，其中压延半制品的表面黏性是重要因素之一。不良的表面黏性会导致轮胎的胎冠脱层、胎体脱层、胎肩气泡、外缘尺寸不良等严重质量问题，威胁到客户的生命和财产安全。另外，在轮胎生产过程中，也十分迫切需要监测和控制黏性。例如冠带条的黏性需要一个合适的度，太低会影响成型过程，不能很好地包覆带束层；若太高，则在裁断卷曲过程中，冠带条难以分离，影响生产，甚者导致整批材料报废。

目前轮胎厂对胶料表面黏性的检测，95%以上以人为主观判断确定，存在胶料表面黏性量化失真，后续产品质量追溯无依据的弊端，使产品质量无法实现精确、严格的管控。

TMa1000胶料表面黏性分析仪是由特拓（青岛）轮胎技术有限公司研发的一种专门测试胶料表面黏性的快检检测仪器，具有检测精度高、速度快、操作简单等一系列优势，填补了国内长期以来对胶料黏性无法准确检测的空白。

1 检测原理

图1 TMA1000胶料表面黏性仪

目前国内外主流的黏性测量方法有滚球法和胶片（敷PE薄膜）拉开法。其他的测量方法，从原理上看，皆源于以上两种。其中胶片拉开法是使两个样品表面在F力下接触x时间，随后撤销压力，并测试拉力f，如图2所示。

图2 胶片（敷PE薄膜）拉开法检测原理图

胶片拉开法是根据伏尤斯基扩散理论进行测试的，所得黏性力f是压力、温度、时间的函数，胶料受到的压力越大、接触时间越长、黏性力f越大。实际检测样品与压延、挤出制品存在很大差距，主要用于实验室研究。实际生产加工成型工艺中更加注重的是胶料的瞬时黏性，以提高生产效率。

TMa1000胶料表面黏性分析仪是依据滚球法基本原理，改良完善的新型检测设备。测试原理是小球在胶料表面滚动时受到黏性等力的作用而使滚动速度下降，直至停止（如图3所示）。

图3 TMA1000检测原理图

小球从高处固定高度自由滚落，在胶片上受到力的作用而速度降低直至停下：

TMa1000拥有多组光电检测传感器，可以精确检测小球在胶料上的运动状态，多组数据反馈处理，经统计计算得出胶料的表面黏性Ftac。

2 设备稳定性

2.1 标准试样校准

选用上海卡齐橡塑制品有限公司生产的cR氯丁橡胶发泡海绵作为TMa1000胶料表面黏性分析仪校正的标准试样，技术参数如表1所示。

表1 标准试样技术参数

在标准试样下进行TMa表面黏性检测，检测结果统计处理，如表2所示。

表2 标准试样校准测试结果

由表2可以看出，TMa1000胶料表面黏性分析仪在标准试样下标定，测试结果稳定，标准偏差与变异系数计算结果均表明了设备优良的检测稳定性和对胶料表面黏性较高的检测精度。

2.2 橡胶表面黏性测试

为验证在实测橡胶制品时TMa1000的设备稳定性，选取了三组不同规格的压延胎体、一组压延冠带层、一组压延带束层，分别用TMa1000进行多次黏性检测，检测结果如图4所示。

由图4可以看出，TMa1000对于橡胶半部件的检测数据重现性良好，数值稳定。综合考量TMa1000在标准试样下的标定结果和橡胶压延半部件的检测稳定性，TMa1000胶料表面黏性测试技术稳定可靠。

图4 黏滞力重现性统计图

3 TMA1000的应用

3.1 半制品存放周期

工业生产中，对于不同规格半制品的存放周期一般根据胶料的物理性能老化周期制定，但是胶料的黏性随着季节变化受温度、湿度等影响很大，对于黏性下降快的胶料容易造成废胶量增大的弊端，因此根据不同胶种的黏性特征制定合理的存放周期，对于工业生产效率及节约成本至关重要[3]。

表3 重复性试验数据

表4 F公司半部件停放时间

本次试验选取胎体帘布、带束层、内衬层各一组进行24 h周期性测试，测试结果如图5所示。

由图5、6、7、8可以看出，胎体帘布停放14 d后，该帘布表面黏性明显下降；带束层停放到达第7 d时，表面黏性下降明显；过渡层在经过14 d的停放时间内，表面黏性变化并不明显。对比表4中工厂根据胶料物理老化性能制定的最大存放周期，可以看出胶料老化性能与胶料表面黏性并不存在对应关系，因此，在制定半部件的停放周期时要综合考虑胶料物理老化性能与胶料表面黏性两方面的影响，即对胶料物理性能和加工性能进行综合考量。半部件优化的最大存放周期如表5所示。

图5 胎体帘布表面黏性变化

图6 带束层帘布表面黏性变化

图7 过渡层表面黏性变化

图8 冠带条表面黏性变化

3.2 配方研发应用

轮胎配方研发过程中，很多胶料对于黏性的要求非常严苛，例如轮胎胎体、带束层等均需要比较高的黏性，一方面满足胶料和聚酯及钢丝帘线之间存在的很强的粘合应力；另一方面亦要满足表面覆胶与其他胶料之间强的粘合力。胶料和骨架材料之间的粘合力一般采用拉力试验机检测，如H抽出等均有标准的检测方法，但是胶料的表面黏性却没有相对应的检测标准，这就使得在表面黏性相关的新配方研发过程中，无法准确判断胶料表面黏性，用以对比参考。

TMa1000胶料表面黏性仪为胶料表面黏性的检测提供精确、快捷的检测方法，填补了胶料黏性研发检测的空白。

例如，在过渡层配方研发中，研究c5石油树脂对胶料表面黏性的影响。采用的基本配方如表6所示。

表5 半部件优化最大停放周期

表6 黏性改善配方表

炼胶过程采用相同的工艺条件，仅改变c5石油树脂的加入量，所得胶料压延后使用TMa1000做表面黏性检测，所得结果如图9所示。

由图9可以看出：胶料表面黏性随着c5石油树脂的用量增加而增大，且在0.5～2 份之间时，胶料表面黏性上升趋势大；随后在大于2份时，黏性增幅趋于平缓。且成型工艺中，使用含有2份c5树脂的过渡层成型黏性效果良好，综合考虑配方的实用性和经济性，c5石油树脂在此配方体系下的最优用量为2份。

图9 过渡层黏性随C5树脂用量的变化

4 结 论

TMa1000胶料表面黏性分析仪为胶料黏性检测提供了精确的度量手段，可以科学地制定半制品的停放周期，改善密炼工艺和压延挤出工艺，获得表面黏性良好的半成品，保证轮胎成型的质量，最终获得质量稳定的成品轮胎。同时在配方研发过程中，黏性指标的建立同样为配方设计人员提供了数据支撑和理论依据。TMa1000胶料表面黏性分析技术实现了胶料黏性真正的快速检测，对于轮胎等行业整体提高产品质量具有重要的指导意义。

[1] 王雪飞. 山东万达宝通轮胎有限公司半钢子午胎项目评估研究[D]. 东营：中国石油大学(华东), 2011.

[2] 杨静. 耐热输送带橡胶-织物界面及橡胶-橡胶界面粘合性能的研究[J]. 中国橡胶, 2013(03)：40-44.

[3] 杨衍江. 节约、效率和建设节约型社会的关键举措[J]. 当代经济研究, 2006(11)：55-58.

[责任编辑：朱 胤]

韩泰轮胎推出脑电波感应概念胎

近日，韩泰轮胎在韩国首尔举行的The Next Driving Lab活动上展示了一款Mind Reading Tire。作为该活动2014年在韩国开发的第二个项目。该轮胎由驾驶者的脑电波驱动，车辆无需发动机、制动器乃至方向盘等基本部件即可行驶，旨在为驾驶者提供具有未来感的驾驶体验。

在活动现场，韩泰轮胎在发布了活动视频和线上模拟应用之后，还在线下让公众亲身体验了该产品所带来的驾乘感受。

据了解，该活动是韩泰轮胎“激情驾驭”这一主题的品牌活动。韩泰曾于2013年发布了该活动的第一个项目——Digital Creative Car。

韩泰轮胎副会长兼首席执行官徐承和先生表示：“‘The Next Driving Lab’活动代表了韩泰为开创未来驾驶而在品牌中注入的新理念。基于前瞻性的技术和强大的研发实力，我们将持续开展多个创新项目，为消费者打造全新的驾乘体验”。

据悉，早在2012年，韩泰轮胎就推出了一款“智能轮胎”，该轮胎可通过安装在胎体内部的数据分析系统对整车所处的环境信息进行分析，引导消费者安全驾驶，同时还能分析车主的驾驶习惯，为其提供安全方面的建议。韩泰轮胎中央研发中心——HANKOOK TECHNO-DOME已于今年动工。

（韩 泰）

中石化三井弹性体三元乙丙橡胶装置投产

2014年11月26日，合资企业上海中石化三井弹性体有限有公司三元乙丙橡胶装置正式投产。

2012年4月，“7.5万t/a三元乙丙橡胶合资项目可行性研究报告”获得中石化总部批复，同意高桥石化代表中国石化股份有限公司与日本三井化学株式会社在上海化工区合资建设三元乙丙橡胶项目。

上海中石化三井弹性体有限公司在化工区新建的这一套年产7.5万t三元乙丙橡胶生产装置是目前世界上工艺最先进、规模最大的装置，为提升中国石化高端化工产品国际竞争力注入了新的原动力。 （钱伯章）

New Compound Surface Tackiness Analysis Technology with TMA1000

Liu Huaqiao, chen Song, Yang Jinghui, Gu Peishuang
(TTa (Qingdao) Tire Technology alliance co., Ltd., Qingdao 266061, china)

a new type of compound surface tackiness testing instrument TMa1000 was introduced. The test principle of the surface tackiness, standard sample calibration and the testing repeatability were analyzed. From the aspects of the semi-f nish storage period and compound research and development, the application importance of TMa (Tack Measurement analyzer) in the tire industry was demonstrated.

TQ330.7

b

1671-8232(2014)12-0026-05

2014-11-10

Keywords:TMa(Surface Tackiness analyzer); Surface Tackiness; Storage Period; Formulation Research and Development