橡胶的特性: 1.高弹性是橡胶材料的独有特征,因此橡胶也被称为弹性体 。 橡胶的高弹性本质是由大分子构象变化而来的熵弹性。 高弹性材料的表现是,在外力作用下具有较大的弹性变形,最高可达1000%,除去外力后变形很快恢复。 2. 什么是橡胶? ASTM D1566 中定义: 橡胶是一种材料,它在大的形变下能迅速而有力恢复其形变,能够被改性。 橡胶是一种高分子弹性化合物,其分子量一般都在几十万以上,有的甚至达到100万左右。 橡胶区别于其他工业材料的最主要标志是它在很宽的温度范围(-50~ 150℃)内具有极为优异的弹性。其弹性模量为2~ 4MPa,约为钢材的1/30000。例如伸长率可达100%~10000%,一般工业材料(如金属、玻璃)则小于1%。 3. 橡胶独特的网络结构 生胶——即尚未交联的橡胶,由线形大分子或带支链的线形大分子构成。未硫化的橡胶低温下变硬,高温下变软,没有保持形状的能力且力学性能较低,基本无使用价值; 硫化胶:橡胶必须经过硫化,形成网络结构,才有使用价值。 高性能轮胎是当前国内外橡胶工业的发展方向: 高性能轮胎对轮胎的性能提出了更高的要求,主要体现在三个方面: 安全性—抗湿(冰)滑和行驶稳定性; 经济性—低的滚动阻力和高的耐磨性,降低油耗减少废气排放量; 舒适性—低噪声和减震,乘坐舒适。 滚动阻力和湿滑性与材料粘弹性的相关性: 1. 滚动阻力的概念 轮胎的滚动阻力主要来自:轮胎滚动行驶中反复变形而产生的阻力;在行驶中,轮胎与路面产生的摩擦阻力;轮胎行驶中遇到的空气阻力。 总起来说,轮胎阻力已占到汽车全部阻力的1/3 以上。 在轮胎胶料的滞后损失中,胎面胶占到轮胎总滚动损失的25 %~ 50%,因此,胎面胶材料设计对降低轮胎的滚动阻力是非常有效的。 由于轮胎反复变形引起橡胶材料的滞后损失,即单位体积的橡胶材料在每一变形周期中所损耗的功为: △ W=πE’ε 02tanδ 也就是说橡胶材料的滞后损失与其损耗因子tanδ是正比关系,故 tanδ值可用来表征橡胶材料的滞后性能和滚动阻力。 研究表明,在一定频率范围内(1-110Hz)可用0~ 50℃左右的tanδ值表征材料的滚动阻力,tanδ值愈低表明滚动阻力愈小。 2、湿滑性的概念:汽车在路面上的行驶行为依赖于轮胎与路面接触区域内的摩擦作用,包括粘附摩擦和滞后摩擦。 研究表明,由于轮胎的滚动阻力主要产生在较低的频率下(10-110Hz); 而抗湿滑性主要取决于运动频率与路面的粗糙度,在室温下其频率...