Page 118 - 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 1515

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为例，TRR 比TRR 橡胶轮的磨损量和温度分别增加 局部过热 . 因此在高负载下TRR 橡胶轮表面出现
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了21.2%和6.8%，表明在相同载荷条件下后者具有更好 较为明显的胶化现象，表明该材料具有更高的摩擦界
的摩擦磨损性能. 当SBR/NR/TRR复合橡胶轮所受负 面温度，这会导致TRR 橡胶轮表面发黏，增大橡胶轮
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载由30 N升到150 N时，TRR 、TRR 橡胶轮的温度从 与水泥轮之间的黏附作用.
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25.4 ℃上升到35.1 ℃，从26.9 ℃上升到37.5 ℃，TRR 10 2.3.2 速度对摩擦磨损性能的影响
橡胶轮温升更高，热量传导效率更低. 这是因为翻新 图7所示为TRR 与TRR 橡胶轮在不同速度工况
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轮胎中再生橡胶存在的不饱和键具有二次交联的能 时橡胶轮磨损质量及温度的变化趋势. 试验结果显
力，与橡胶基体中的不饱和键存在竞争关系，导致其 示：TRR 和TRR 橡胶复合材料的磨损质量和温度分
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交联网络结构的混乱，耐磨性更差. 增加36.1%、94.6%和31.7%、68.8% (速度由0.2 m/s到
图6所示为不同负载工况下橡胶轮的表面磨损形 1.0 m/s). 与负载工况类似，随速度增大橡胶轮磨损质
貌照片. 随负载进一步增大，橡胶轮表面磨损逐渐加 量及温度也随之升高. 因为对磨轮速率提高，相同时
剧并形成了清晰可见的Schallamach花纹. 同等情况下 间下橡胶轮与水泥轮实际接触距离更长，从而导致摩

未添加TRR的橡胶轮胎面磨损形貌较添加10份TRR 擦界面处温度升高速度加快，其表面更易出现胶化现
的橡胶轮胎面有显著改善，这表明再生橡胶的加入会 象，黏附更多的磨损颗粒，加剧橡胶轮磨损并团聚形
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降低橡胶的耐磨性能. 橡胶轮与水泥轮连续滚动接触 成较大磨屑 .
30 min后，摩擦产生的大量热量短时间内无法及时扩 图8所示为不同速度工况下橡胶轮的表面磨损形
散. 同时凹凸不平的水泥轮会使橡胶轮的接触面经历 貌照片. 相同速度下TRR 橡胶轮表面磨损比TRR 橡
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较大的变形和摩擦力，导致橡胶中的黏弹性能量耗 胶的表面磨损更轻微. 低速时橡胶轮磨损表面较为
散，这有助于滚动摩擦，但其能量耗散将导致橡胶轮 平整，未出现明显凸起划痕及发黏现象. 随速度增加

70 40
(a) (b)
60 38
36
50 34
Worn mass/mg 40 Temperature/℃ 32
30
30
28
20
26
TRR 0 TRR 0
10
TRR 10 24 TRR 10
0 22
30 60 90 120 150 30 60 90 120 150
Load/N Load/N
Fig. 5 (a) Wear mass and (b) temperature of composite rubber wheel under different loads
图 5 不同载荷下复合橡胶轮的(a) 磨损质量和(b) 温度

(a-30 N) (a-60 N) (a-90 N) (a-120 N) (a-150 N)

200 μm
200 μm 200 μm Rolling direction 200 μm 200 μm

(b-30 N) (b-60 N) (b-90 N) (b-120 N) (b-150 N)

200 μm
200 μm 200 μm Rolling direction 200 μm 200 μm

Fig. 6 Micrographs of surface wear morphology of (a) TRR 0 and (b) TRR 10 under different loads
图 6 不同载荷下(a) TRR 0 和(b) TRR 10 的表面磨损形貌照片