轮胎制造中的关键添加剂：提高性能和安全性

轮胎制造中的关键添加剂：提高性能和安全性

我们都知道，轮胎的主要材料是天然橡胶，来源于橡胶树。未经加工的橡胶通常以块状、乳胶、液体或粉末等形式存在。显然，这些形式无法满足轮胎的诸多性能要求，例如耐久性、抓地力和抗穿刺性。因此，在制造过程中，必须加入特定量的各种添加剂，以达到所需的设计和功能特性。

1. 古马隆树脂：多功能增粘剂和增强剂

也称为：古马隆-茚树脂、苯并呋喃-茚树脂、古马隆树脂、茚树脂、煤焦油树脂。
软化点： 75–135°C
特性： 粘稠的液体或固体。
特征： 古马隆树脂的外观类似于松香。液态古马隆树脂和橡胶本身都不具备粘合性，但当它们结合在一起时，可以赋予橡胶优异的粘合性，包括压敏或热熔特性。
在橡胶制造中的应用： 古马隆树脂与橡胶具有良好的相容性，可用作溶剂型增粘剂、增塑剂和软化剂。液态古马隆树脂是一种有效的增粘剂，但补强性能略低；固态古马隆树脂，尤其是软化点较高的产品，可作为补强剂，增强橡胶胶料的机械性能和耐老化性能。但其增粘效果不如液态古马隆树脂。
用法： 每100份橡胶添加3-6份。它能溶解硫磺，促进硫磺和炭黑的分散，并防止焦烧。古马隆树脂可增强粘合性、补强性、耐切割性、拉伸强度、耐磨性、韧性和硬度，满足轮胎制造的需求。值得注意的是，古马隆树脂也用于道路标线涂料。

2. 促进剂：提高硫化效率

产品名称： 加速器/促进剂
特性： 白色粉末。
特征： 在室温下能被明火点燃；难溶于乙醚、芳香烃等。
在橡胶制造中的应用： 主要用于子午线轮胎。首先，它作为补强树脂的硫化剂，提高橡胶制品的硬度。其次，它与间苯二酚和其他添加剂一起形成粘合体系，在橡胶与纤维的粘合中起着关键作用。硫化促进剂可以促进硫化过程，缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量，并改善橡胶的物理和机械性能。

3. 氧化锌：增强散热和耐用性

也称为： 氧化锌，锌白。
特性： 白色或淡黄色粉末或六方晶体；无臭，味苦。
正常情况下，轮胎是车辆与路面之间的唯一介质。在正常行驶过程中，轮胎滚动会产生热量。当胎压不足时，胎压降低会增加轮胎与路面之间的摩擦力，从而进一步升高轮胎温度。长时间行驶会导致轮胎温度高达122°C，持续的温度升高可能导致爆胎。因此，轮胎必须具备有效的散热性能。
氧化锌是橡胶制造的原材料之一。氧化锌与硬脂酸的结合可以增强橡胶的硬化程度。在汽车轮胎生产中，氧化锌可以显著提高橡胶的导热性，从而促进轮胎散热，保障驾驶安全。此外，氧化锌添加剂还可以保护橡胶免受微生物霉菌和紫外线降解的影响。

4. 炭黑：经典补强剂

产品名称： 炭黑
早在1912年，人们就发现炭黑对橡胶具有补强作用。自此，炭黑便成为橡胶工业中不可或缺的原材料。炭黑的消耗量通常占橡胶用量的40%至50%。简单来说，在配方中，每使用两份橡胶，就会添加大约一份炭黑。
在轮胎制造中，更细的炭黑颗粒可提供卓越的补强性能。高结构炭黑在一定伸长率下可提供更高的模量和应力。细颗粒补强品种主要用于轮胎胎面，以赋予其优异的耐磨性。轮胎的其他部分，例如胎侧、胎体帘布层、带束层缓冲层和气密层，需要橡胶化合物具有抗屈挠龟裂、抗臭氧氧化、良好的弹性和低生热性。这些区域通常使用较大颗粒的半补强炉法炭黑（比表面积低于40平方米/克）。

5. 白炭黑：彻底改变轮胎性能

产品名称： 白炭黑/二氧化硅
白炭黑自1948年以来一直被生产出来，并被用作橡胶工业的填料。当与硅烷偶联剂一起用于轮胎胎面胶料中时，它可以降低滚动阻力，同时提高耐磨性和湿地抓地力。添加白炭黑的橡胶胶料具有更高的拉伸强度、抗撕裂性和耐磨性。它在透明和彩色橡胶制品中尤其具有优势。
19世纪，橡胶轮胎的颜色因添加剂不同而各异。到1915年，添加炭黑后，橡胶变成了纯净的、如同墨水般的黑色。20世纪90年代，米其林与一家法国化学集团合作，用二氧化硅取代碳，取得了显著的成果。由于二氧化硅本身呈白色，因此可以与任何染料结合，从而生产出各种颜色的轮胎。近年来，新型橡胶防老剂以及白色和浅色补强剂的开发，进一步拓展了轮胎颜色的可能性。

6. 芳香油：改善弹性和加工性

芳烃油又称芳香烃或芳烃，是指含有苯环结构的碳氢化合物，是石油化工的基础产品和原料，主要包括苯、甲苯、二甲苯、乙苯等。
历史上，早期发现的此类化合物往往具有芳香气味，因此得名“芳香烃”，后来甚至不具有芳香气味的烃也被归入这一术语。
芳烃油与黑色橡胶相容性好，可提高橡胶的弹性和韧性。芳烃油与天然橡胶、顺丁橡胶有较强的亲和性，可提高配合剂的分散性，有利于压延、挤出等工艺。
然而，轮胎制造中使用的一种芳香油，称为多环芳烃（PAH），已被确认为致癌物。临床研究表明，长期接触高浓度的PAH混合物可能导致皮肤癌、肺癌、胃癌和肝癌。PAH会破坏遗传物质，引发癌细胞生长，并增加癌症发病率。