[发明专利]一种表征硫化工艺对轮胎滚动阻力影响的方法、应用和计算机软件产品

说明书

本发明涉及轮胎生产硫化工艺设计技术领域，尤其涉及一种表征硫化工艺对轮胎滚动阻力影响的方法、应用和计算机软件产品。该方法通过定义硫化滚阻参数f，只需有轮胎胶料配方、原材料信息以及一些数据库，就可以计算出相对最低滚动阻力的硫化温度、硫化时间、硫化压力，其中数据库可以通过该公式进行大量试验建立。本发明实现了通过调整硫化工艺降低轮胎滚动阻力的目的。

技术领域

本发明涉及轮胎生产硫化工艺设计技术领域，尤其涉及一种表征硫化工艺对轮胎滚动阻力影响的方法、应用和计算机软件产品。

背景技术

硫化是轮胎制造工艺的最后一个流程，也是轮胎加工制造中最主要的化学过程，赋予轮胎各种宝贵的物理性能，使轮胎成为能支承牵引车身、缓解冲击的重要部件。众所周知，硫化是在一定的时间、温度和压力下，橡胶分子链在硫黄及促进剂的作用下发生化学交联而形成网络结构的过程，而所形成的交联网络决定了橡胶制品的性能。滚动阻力是轮胎一项至关重要的性能指标，滚动阻力的高低成为了轮胎优劣评判的关键。目前轮胎设计工程师一般是通过改变轮胎的配方或结构来降低滚动阻力，而对通过改变硫化工艺降低滚动阻力鲜有研究。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种表征硫化工艺对轮胎滚动阻力影响的方法，该方法通过定义硫化滚阻参数f，只需有轮胎胶料配方、原材料信息以及一些数据库，就可以通过公式计算出相对最低滚动阻力的硫化温度、硫化时间、硫化压力；实现了通过调整硫化工艺降低轮胎滚动阻力的目的。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种表征硫化工艺对轮胎滚动阻力影响的方法，该方法通过定义硫化滚阻参数f，f值越大，硫化出的轮胎的滚动阻力越小；

，

其中ω是配方系数，各部件胶料系数不同，通过大量试验计算获得，根据配方不同在1.2-1.5之间波动；nc是橡胶主链单体含有的碳原子数；M是测试得到的扭矩；ρ是橡胶的密度；R是常数，8.314J/(mol·K)；T是硫化温度；mr是橡胶单体的平均摩尔质量；C是100个碳原子中含有的交联键数量：

其中α是硫磺的硫化效率，通过大量试验计算获得，根据硫磺品种在0.81-0.96之间波动；Ms是硫磺的有效使用份数；Mr是橡胶的使用份数；ms是硫磺的摩尔质量；β是促进剂的效率系数，根据促进剂品种在0.63-0.75之间波动；Mc是促进剂的使用份数；mc是促进剂的摩尔质量；γ是修正系数，根据橡胶链端基多少及分子量物理缠结进行修正，数值在0.72-0.86之间。

作为优选，所述f值为7.2-7.5，轮胎的滚动阻力相对最小。

进一步，本发明还公开了一种用于降低轮胎滚动阻力的硫化工艺的设计方法，该方法包括以下的步骤：

1）利用转矩流变仪测试所有轮胎部件未硫化胶的在一定压力、温度下的扭矩-硫化时间曲线，做到所有部件胶料能在该温度范围内任何硫化温度、硫化时间、硫化压力下的精确的扭矩；

2）通过定义硫化滚阻参数f，f值越大，硫化出的轮胎的滚动阻力越小；

，

其中ω是配方系数，各部件胶料系数不同，通过大量试验计算获得，根据配方不同在1.2-1.5之间波动；nc是橡胶主链单体含有的碳原子数；M是测试得到的扭矩；ρ是橡胶的密度；R是常数，8.314J/(mol·K)；T是硫化温度；mr是橡胶单体的平均摩尔质量；C是100个碳原子中含有的交联键数量：

其中α是硫磺的硫化效率，通过大量试验计算获得，根据硫磺品种在0.81-0.96之间波动；Ms是硫磺的有效使用份数；Mr是橡胶的使用份数；ms是硫磺的摩尔质量；β是促进剂的效率系数，根据促进剂品种在0.63-0.75之间波动；Mc是促进剂的使用份数；mc是促进剂的摩尔质量；γ是修正系数，根据橡胶链端基多少及分子量物理缠结进行修正，数值在0.72-0.86之间；