1670dtex/2 116EPD改性聚酯帘线在缺气保用轮胎胎体中的应用

朱作勇，李仁国，杨 超，范学付

（山东兴鸿源轮胎有限公司，山东 临沂 276200）

目前我国缺气保用轮胎所采用的胎体帘线普遍以人造丝为主，人造丝属于热固性纤维，因具有良好的尺寸稳定性以及受热后几乎不收缩的特点而使其滞后损失小，生热低，动态性能优于聚酯纤维[1]，广泛应用于高端轮胎尤其是缺气保用轮胎中[2-3]。但人造丝易吸湿且吸湿后破断力较低的特性对加工环境中相对湿度的控制要求较高，同时其高价格也使轮胎制造成本增大[4-5]。高模量低收缩（HMLS）聚酯帘线具有模量高、收缩率小及成本低的特点，可以提高子午线轮胎的耐疲劳性能，降低轮胎生热，有利于延长轮胎的使用寿命，提高轮胎的高速性能，广泛应用于轿车及轻型载重子午线轮胎中[6-7]。近年来新的改性聚酯帘线产品不断推出，其对聚酯帘线的尺寸稳定性等进行了改进。鉴于低负荷缺气保用轮胎对胎体帘线各项性能的要求并不高，改性聚酯帘线基本满足缺气保用轮胎胎体的性能指标[8-9]。

我公司正在探索一种改性聚酯帘线的应用，旨在进一步提高胎体帘线的尺寸稳定性及耐疲劳性能，减小滞后损失，降低生热，提高缺气保用轮胎的各项性能。

本工作研究1670dtex/2 116EPD改性聚酯帘线在225/55ZRF17 97W缺气保用轮胎胎体中的应用，并与普通HMLS聚酯帘线进行对比。

1 实验

1.1 主要原材料

1670dtex/2 116EPD改性聚酯帘线，晓星化纤（嘉兴）有限公司产品；普通HMLS聚酯帘线，国内某公司产品。

1.2 主要设备和仪器

拉力试验机和纱线捻度仪，高铁检测仪器（东莞）有限公司产品；干热收缩仪，北京万汇一方科技发展有限公司产品；钢丝纤维两用压延生产线，意大利科美利奥埃科利公司产品；90°卧式纤维帘布裁断接头机，江阴市勤力橡塑机械有限公司产品；二次法成型机，威海万达橡胶设备开发有限责任公司产品；1 219.2 mm（48英寸）B型液压双模定型硫化机，山东欧美雅机械科技有限公司产品；轿车轮胎耐久高速性能试验机，天津久荣车轮技术有限公司产品。

1.3 性能测试

各项性能均按相应的国家标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 聚酯帘线的基本性能

1670dtex/2 116EPD改性聚酯帘线与普通HMLS聚酯帘线的基本性能对比见表1。

表1 两种聚酯帘线的基本性能对比

从表1可以看出，与普通HMLS聚酯帘线相比，改性聚酯帘线的断裂强力增大，定负荷伸长率、断裂伸长率、捻度、干热收缩率以及尺寸稳定性指数均减小。可见改性聚酯帘线的尺寸稳定性优于普通HMLS聚酯帘线。

2.2 工艺性能

2.2.1 压延

采用钢丝纤维两用压延生产线压延，根据1670dtex/2 116EPD改性聚酯帘线的工艺性能指标要求，压延张力设定为8 500 N，压延厚度与普通HMLS聚酯帘线一致，帘布压延过程稳定，无胶线分离、稀线、打褶、布面不平等质量问题。

2.2.2 裁断

采用90°卧式纤维帘布裁断接头机裁断，裁断过程中压延帘布表面平整，无翘头及大头小尾现象，拼接无错边现象，裁断加工性能良好，满足生产工艺要求。

2.2.3 成型

采用二次法成型机成型胎坯，成型过程中未发现异常，胎坯外观良好。

2.2.4 硫化

采用B型液压双模定型硫化机、氮气硫化。考虑缺气保用轮胎的胎侧厚度较大，硫化条件较普通轮胎做相应调整，硫化后轮胎外观未发现异常。

2.3 成品性能

采用1670dtex/2 116EPD改性聚酯帘线和普通HMLS聚酯帘线生产225/55ZRF17 97W标准型缺气保用轮胎，分别记作A轮胎和B轮胎。

2.3.1 外缘尺寸

成品轮胎的外缘尺寸按照GB/T 521—2012《轮胎外缘尺寸测量方法》进行测量，结果见表2。

表2 成品轮胎的外缘尺寸 mm

从表2可以看出，两种轮胎的外直径和断面宽基本一致。说明两种轮胎的外缘尺寸相当，且均满足国家标准要求。

2.3.2 强度性能

成品轮胎的强度性能按照GB/T 4502—2016《轿车轮胎性能室内试验方法》进行测试，试验充气压力为180 kPa，压头直径为19 mm，测试结果如表3所示。

表3 成品轮胎的强度性能测试结果

从表3可以看出，两种轮胎的5点破坏能基本一致且第5点均为触及轮辋未压穿。说明两种轮胎的强度性能相当，且均满足国家标准要求。

2.3.3 高速性能

成品轮胎的高速性能按照GB/T 4502—2016进行测试，试验充气压力为320 kPa，试验负荷为轮胎负荷指数对应的负荷能力×68%，达到国家标准要求后再按照企业标准测试，试验负荷不变，每隔10 min行驶速度增大10 km·h-1，直至轮胎损坏为止，测试结果如表4所示。

从表4可以看出，A和B轮胎的最高行驶速度分别为300和280 km·h-1，试验结束时A轮胎的损坏形式为胎冠脱落，B轮胎的损坏形式为胎冠肩部鼓包，均满足国家标准要求，其中A轮胎的高速性能更优，说明采用改性聚酯帘线生产的缺气保用轮胎的高速性能优于采用普通HMLS聚酯帘线生产的缺气保用轮胎。

表4 成品轮胎的高速性能测试结果

2.3.4 耐久性能

成品轮胎的耐久性能按照GB/T 4502—2016进行测试，试验充气压力为180 kPa，低气压试验充气压力为140 kPa，达到国家标准要求后再按照企业标准测试，每隔4 h负荷率增大10%，直至轮胎损坏为止，测试结果如表5所示。

表5 成品轮胎的耐久性能测试结果

从表5可以看出，A和B轮胎的累计行驶时间分别为55.78和58.67 h，试验结束时两种轮胎的损坏形式均为胎肩掉块。可见两种轮胎的耐久性能相当，且均满足国家标准要求。

2.3.5 缺气行驶状态下的耐久性能

成品轮胎在缺气行驶状态下的耐久性能按照GB/T 30196—2013《自体支撑型缺气保用轮胎》进行测试，试验充气压力为零，达到标准时间后不停止试验，直至轮胎损坏为止，测试结果如表6所示。

表6 成品轮胎在缺气行驶状态下的耐久性能测试结果

从表6可以看出，A和B轮胎的累计行驶时间分别为132和100 min，试验结束时两种轮胎的损坏形式均为支撑胶断裂，满足国家标准及公司内控标准要求。其中A轮胎的零气压耐久性能更好，说明采用改性聚酯帘线生产的缺气保用轮胎在缺气行驶状态下的耐久性能优于采用普通HMLS聚酯帘线生产的缺气保用轮胎。

3 结论

1670dtex/2 116EPD改性聚酯帘线的尺寸稳定性优于普通HMLS聚酯帘线，加工性能良好且利于生产。采用改性聚酯帘线生产的缺气保用轮胎在外缘尺寸、强度性能及耐久性能方面均与采用普通HMLS聚酯帘线生产的缺气保用轮胎相当，但其高速性能及缺气行驶状态下的耐久性能明显提高。由此可见，使用改性聚酯帘线可以满足部分较低负荷的缺气保用轮胎生产且可提升成品轮胎部分性能。