Page 116 - 摩擦学学报2025年第10期

第 10 期 刘家昌, 等: SBR/NR/TRR翻新轮胎再生橡胶复合材料的摩擦学特性及机理研究 1513

1.2 试验方法 都达到了标准，随着SBR/NR/TRR复合橡胶材料中的
采用自行设计的滚动式摩擦磨损试验台对复合 TRR占比增大，材料的100%及300%定伸应力呈现升
材料的摩擦磨损性能进行测量，如图2所示，试验台可 高趋势，硬度稍有增加，从而有效提高了轮胎的耐刺
以模拟轮胎在路面行驶中的速度V、载荷F和滑移率 扎性能，降低了轮胎的早期损伤. 翻新轮胎比软质轮
[20]
S等工况. 试验台中有模拟水泥路面的摩擦对偶轮，其 胎橡胶的硬度更高但断裂伸长率更低 ，比碳纳米管/
[21]
表面经过磨砂抛光处理，表面粗糙度R 为20~250 μm， 丁苯橡胶(CNTs/SBR)复合轮胎橡胶的拉伸性能较差 .
a
符合国家A级路面要求，力传感器的最大检测载荷为 这是因为再生橡胶在制备过程中，硫化橡胶的交联结
250 N，交流电机最高转速为2 000 r/min. 试验全程机 构及分子链的完整性会遭到不同程度的破坏，会存在

舱密封，以防止周围环境的干扰. 一些不稳定断链，分子链间的缠结力减弱，再次硫化
[22]
标准试验工况参数设置：V=0.6 m/s，F=60 N，S= 时所形成的交联网络结构会较为混乱 ，因此轮胎再
5%，T=30 min，试验条件为大气干燥环境(相对湿度为 生胶的加入使得翻新轮胎共混胶料拉伸强度和断裂
40% RH±10% RH，温度为22±3 ℃)，每组试验重复3次 伸长率整体下降.

以减小试验误差. 根据国标GB/T 528-2009可以发现，在翻新轮胎
采用自行开发的盘-销式滑动摩擦磨损试验台对 材料中添加5份或10份再生橡胶时，共混胶的定伸应
复合材料的摩擦学性能进行测量，设置负载为6 N，滑 力和硬度增加，拉伸强度和断裂伸长率降低，但是复
动速度为0.6 m/s. 转盘材质为磨砂玻璃盘，滑动直径为 合橡胶材料各项理化性能均符合国家标准. 随着TRR
210 mm，摩擦副为面接触，所有试验均在室温22±3 ℃ 含量进一步增加至15份时，其拉断伸长率减少的趋势
下进行. 硬度按照国标GB/T 531.1-2008进行测试，在 逐渐加剧，此时TRR 复合橡胶材料综合性能已不符
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试样内选取5点测定硬度并求取平均值作为测试结果. 合国标(断裂伸长率已低于420%)，不能满足轮胎的力
拉伸性能按照国标GB/T 528-2009进行测试，拉伸速 学性能要求. 综上所述，加入5份TRR的共混胶料性能
率为200 mm/min，位移峰值为300 mm. 使用非接触式 虽然较好，但TRR加入量少，对降低胶料成本作用不
测温枪测量接触面温度。 大，而加入15份TRR时已不符合国标，为了确保质量，
加入10份TRR时效果最好.
2 结果与讨论 2.2 再生橡胶含量对摩擦学性能的影响
2.1 力学性能 图4所示为SBR/NR/TRR共混胶试样摩擦学性能
图3所示为再生橡胶复合橡胶材料(SBR/NR/TRR) 随不同TRR质量分数的变化规律. 随着TRR替代SBR
的力学性能. 未添加再生橡胶的硫化胶物理机械性能 原胶比例的不断增加，SBR/NR/TRR复合材料的磨损

(a) Support (a) (c)
frame AC motor Universal Base
coupling
Ventilator
250 mm
60 mm
250 mm
40 mm
25 mm
40 mm
Environment Counter Rubber Force Control panel
warehouse part wheel sensor (d) (e)
Screw
40 mm 60 mm

Gathering position Stepper motor 25 mm
Fig. 2 Schematic diagram and physical diagram of rolling friction and wear test bench
图 2 滚动式摩擦磨损试验台示意图及实物图