一种快速评价轮胎用的自修复材料性能的测试方法与流程

本发明涉及轮胎产品的检测，尤其涉及一种快速评价轮胎用的自修复材料性能的测试方法。

背景技术：

1、自修复材料是自修复轮胎具备扎钉保气性能的重要材料，目前主流以丁基橡胶、聚异丁烯为基体材料，此类自修复材料的流动性、粘性等关键特性决定了扎钉保气性能。通常情况下，需要通过材料在不同的测试方法下的测试结果来表征其在使用过程中的发挥作用的能力大小。

2、但是，自修复材料作为一种新型轮胎功能性材料，以其具有低粘度、低模量、强粘性、微交联的高分子组合物，常规的橡胶测试设备无法简便的对其进行性能测试，更无法精确的表征自修复材料性能变化，因此需要根据自修复成品轮胎在不同温度下的扎钉测试结果来表征材料各项性能，这样的测试往往操作繁琐，试验周期长，对轮胎材料资源也造成严重浪费，试验成本高。

3、近些年来，随着现代仪器分析技术的发展，使用一些流变学技术如橡胶加工分析仪 (rpa) ，可以模拟高分子组合物在不同温度、应变、时间下的模量变化。但这种仪器测试的样品往往常温下定型，且测试模量精确度较低，无法测试模量极低的样品。因此，探寻一种在轮胎用的自修复胶料领域，可方便、快捷、廉价的预测自修复材料在不同温度下的扎钉保气性能，是轮胎技术工作者的一项艰巨任务。

技术实现思路

1、为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种快速评价轮胎用的自修复材料性能的测试方法，该方法在不同温度下采用时间扫描与频率扫描相结合的测试方法，判断自修复材料模量的温度依赖性及耐老化性能，预测自修复材料在不同温度条件下的扎钉保气稳定性能、尺寸及使用寿命稳定性。

2、为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

3、一种快速评价轮胎用的自修复材料性能的测试方法，该方法包括以下的步骤：

4、1）制样：

5、使用取0.5-1.5g自修复材料，置于旋转流变仪的平板夹具中心位置，均匀平铺在上下平板夹具之间；

6、2）测试：

7、闭合旋转流变仪保温罩，点击程序中的“start”按键，执行以下设定程序，等待60～90分钟；设定程序如下所述：

8、2.1）选择先进行定温度、应变条件下的频率扫描，从a rad/s到b rad/s；

9、2.2）再进行定温度、应变以及频率下的时间扫描；

10、2.3）最后进行定温度、应变条件下的频率扫描，从a rad/s到b rad/s；

11、所述的arad/s、brad/s属于0.001 rad/s-300rad/s之间的任意角频率；

12、3）判断：

13、3.1）通过频率扫描测试数据，根据g’/g”的比值的变化率k值来判断自修复材料是否完成微交联，达到凝胶临界状态，其中：g'为弹性模量，g”是损耗模量，由旋转流变仪获得；

14、3.2）通过步骤2.1）和步骤2.3）前后的频率扫描测试数据对比k前/k后，判断自修复材料的性能保持率和使用寿命。

15、作为优选，所述步骤1）中利用单向旋转夹具轴杆，将自修复材料内部空气挤压排出，同时均匀平铺在上下平板夹具之间。

16、作为优选，所述步骤2.1）和步骤2.3）中a=180-250，b=0.1-0.5；步骤2.2）中恒定温度为-25℃，25℃和100℃。

17、作为优选，所述步骤3）中还包括以下步骤：通过温度扫描测试数据，判断自修复材料组合物的最低弹性模量g’是否达到材料能残留在扎钉后的钉孔处，而不被轮胎内部气压挤出钉孔的弹性模量阈值，以此确保轮胎扎钉后的保气性能。

18、作为优选，所述步骤3.1）中当k∈（0.95,1.05）时，说明自修复材料组合物完成微交联，材料涂覆在轮胎内部后的尺寸稳定性强，当k＞1.05 or k＜0.95时，自修复材料组合物微交联不完全或已发生交联过度，材料涂覆在轮胎内部后的尺寸稳定性差。

19、作为优选，所述步骤3.2）中k前/k后∈（0.9,1.1）时，自修复材料组合物性能保持率高，使用寿命长，当k前/k后＞1.1或者k前/k后＜0.9时，自修复材料组合物性能保持率差，使用寿命短。

20、作为优选，该方法还包括设备校准的步骤：打开旋转流变仪保温罩，将2副直径为25mm的圆形平板夹具分别安装到上下测试机位，拧紧夹具的固定螺丝后关闭保温罩并升或降温至x℃，进行x℃下的gap值零点校准；x℃属于-50℃-200℃之间的任意温度，gap值表征上下圆盘夹具中心点间距。

21、进一步，本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现所述方法中的步骤2）和步骤3）。

22、进一步，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，该计算机程序或指令被处理器执行时实现所述方法的步骤2）和步骤3）。

23、进一步，本发明还公开了一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，该计算机程序或指令被处理器执行时实现所述方法的步骤2）和步骤3）。

24、本发明由于采用了上述的技术方案，该方法在不同温度下采用时间扫描与频率扫描相结合的测试方法，判断自修复材料模量的温度依赖性及耐老化性能，使用70min左右即可迅速评估自修复材料涂覆轮胎后的扎钉保气性能、尺寸及使用寿命稳定性。

技术特征：

1.一种快速评价轮胎用的自修复材料性能的测试方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：

2.根据权利要求所述的一种快速评价轮胎用的自修复材料性能的测试方法，其特征在于，步骤1）中利用单向旋转夹具轴杆，将自修复材料内部空气挤压排出，同时均匀平铺在上下平板夹具之间。

3.根据权利要求所述的一种快速评价轮胎用的自修复材料性能的测试方法，其特征在于，步骤2.1）和步骤2.3）中a=180-250，b=0.1-0.5；步骤2.2）中恒定温度为-25℃，25℃和100℃。

4.根据权利要求所述的一种快速评价轮胎用的自修复材料性能的测试方法，其特征在于，步骤3）中还包括以下步骤：通过温度扫描测试数据，判断自修复材料组合物的最低弹性模量g’是否达到材料能残留在扎钉后的钉孔处，而不被轮胎内部气压挤出钉孔的弹性模量阈值，以此确保轮胎扎钉后的保气性能。

5.根据权利要求所述的一种快速评价轮胎用的自修复材料性能的测试方法，其特征在于，步骤3.1）中当k∈（0.95,1.05）时，说明自修复材料组合物完成微交联，材料涂覆在轮胎内部后的尺寸稳定性强，当k＞1.05 or k＜0.95时，自修复材料组合物微交联不完全或已发生交联过度，材料涂覆在轮胎内部后的尺寸稳定性差。

6.根据权利要求所述的一种快速评价轮胎用的自修复材料性能的测试方法，其特征在于，步骤3.2）中k前/k后∈（0.9,1.1）时，自修复材料组合物性能保持率高，使用寿命长，当k前/k后＞1.1或者k前/k后＜0.9时，自修复材料组合物性能保持率差，使用寿命短。

7.根据权利要求所述的一种快速评价轮胎用的自修复材料性能的测试方法，其特征在于，该方法还包括设备校准的步骤：打开旋转流变仪保温罩，将2副直径为25mm的圆形平板夹具分别安装到上下测试机位，拧紧夹具的固定螺丝后关闭保温罩并升或降温至x℃，进行x℃下的gap值零点校准；x℃属于-50℃-200℃之间的任意温度，gap值表征上下圆盘夹具中心点间距。

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7任意一项权利要求所述方法中的步骤2）和步骤3）。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，其特征在于，该计算机程序或指令被处理器执行时实现权利要求1-7任意一项权利要求所述方法的步骤2）和步骤3）。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，其特征在于，该计算机程序或指令被处理器执行时实现权利要求1-7任意一项权利要求所述方法的步骤2）和步骤3）。

技术总结
本发明涉及轮胎产品的检测技术领域，尤其涉及一种快速评价轮胎用的自修复材料性能的测试方法。该方法在不同温度下采用时间扫描与频率扫描相结合的测试方法，判断自修复材料模量的温度依赖性及耐老化性能，使用70min左右即可迅速评估自修复材料涂覆轮胎后的扎钉保气性能、尺寸及使用寿命稳定性。

技术研发人员：陆晓祺,陈立,刘振,于博文,章冰莹,陈波宇,刘辉,王丹灵
受保护的技术使用者：中策橡胶集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15