Page 38 - 《橡塑智造与节能环保》2024年9期

综述与专论

十多年来发展较快的优秀胶种，适用于高性能轮胎胎 新。聚氨酯轮胎由微孔聚氨酯泡沫制成，里面含有成
面。溶聚丁苯橡胶被广泛用于绿色轮胎胎面，可根据 百上千个微孔，既有闭合的也有开放的，限制在致密
要求生产不同宏观结构、微观结构以及链节终端改性 而又粗糙的聚氨酯橡胶网络中。这种材料的结果就是
的专用品种。在聚合物生产过程中，添加一定的化学 得到防穿孔的轮胎。聚氨酯橡胶的性质可以从刚性很
品能够改变聚合物链节终端，显著增强聚合物与炭黑 容易地改变到韧性；与传统的气胎轮胎相比它成为一
之间的相互作用，减小填料与填料之间的相互作用， 种更适合的选择。在聚氨酯轮胎中，每一个微孔都是
从而可降低轮胎的滚动阻力。 独立的减震器，如果有一个小孔的话整个轮胎也不会
集成橡胶（SIBR）由丁二烯，苯乙烯和异戊二烯 失压。另外，如果瞬时的压力移走后，这些微气孔就
通过分子设计和链结构优化组合聚合制得的新型高性 会回复到原来的尺寸，形状和形貌，在旅行中乘坐者
能橡胶。它集低滚动阻力、高湿抓着力和高耐磨性于 依然能够感受到原来的舒适。
一体，集中其他橡胶的优点弥补其不足。其动态力学
性能和物理机械性能皆优。目前国外有线型无规型、 2 轮胎设计的新方法
线型嵌段型、星型无规型和星型嵌段型四种产品，最 轮胎作为汽车滚动时力的承受者，其基本功能包
有希望成为理想的高性能轮胎胎面胶，高性能橡胶配 括如下几点：承受车体的全部负荷并进行传递；具有
合技术进展以低的成本获得具有实用性能的要求。 吸震和缓冲性能；操纵稳定性好；具有抗湿滑性能；
在增韧材料中，制作商感兴趣的进展有：为改 安全性好。轮胎本身必要的使用性能包括如下几点：
进轮胎耐久性的使用的双二倍体聚酯，为改进轮胎中 胎面胶耐磨耗和抗刺扎性能好；滚动阻力小，油耗
接合性而开发的等离子处理人造丝，更多使用芳香尼 低；温升低，行驶寿命长；噪声低；安全性高。配方
龙纤维作为传带，还有开始使用聚乙烯基萘。其他受 设计者首先要针对轮胎的基本功能和使用性能进行设
关注的开发领域有：为改进橡胶与金属的粘合性而新 计，以满足其综合要求。总之，配方设计要适应汽车
引入的钢丝尺寸和为改进橡胶与金属的连接性而引入 对轮胎使用性能日益苛刻的要求。
的新的钢丝涂层配方。在增韧材料里面一个最大的突 轮胎设计技术包含了产品结构设计、配方设计、
破就是纳米纤维的开发，纳米纤维能够排列在聚合物 材料设计、工艺(含设备)设计和试验/检测设计五大技
网络中，这样聚合物强度大大增加。这可以降低资金 术。轮胎产品的升级、换代就依赖这些技术的发展和
设备的要求还可以解决回收利用的问题。像在高分子 进步。与此同时，这五大技术之间也是相互依存、相
结构中加入结晶部分这样的分子构筑，可以增韧柔性 互促进的关系。绿色轮胎通过优化胎体设计，以绝佳

的无定性相，这样的轮胎中可以不需要加入纤维增韧 的弹性胎面改进汽车在光滑路面的抓地性能，使驾驶
剂。 更平稳、制动距离更短，大大提高了驾驶安全性。研
固体聚氨酯轮胎能够做到与气胎和内胎重量相等 究证明，绿色轮胎产生的摩擦力可以减少汽车在湿滑
甚至是更轻，强度和耐久度更优，抗磨损性能比气胎 或结冰路面上15%的刹车距离，使汽车的冬季驾驶性
橡胶轮胎要高，是后者的300%，使用寿命是普通橡胶 能提高10～15%。这对减少事故率和人员伤亡有着重
轮胎的4倍。与橡胶气胎轮胎相比，聚氨酯轮胎能够在 大的意义。
压力达30~175psi的宽范围内显示出正常的乘坐平稳质 从理论上讲，降低汽车油耗的途径有轻量化、
量和稳固度，能够完全模铸塑造，自身表皮就可以做 减小轮胎滚动阻力及采用稀混合气发动机等。实际
胎面，能够满足轮辋的标准，而不需要很昂贵的安装 上，只有减小轮胎滚动阻力才是最切实可行的绿色轮
工具。与普通橡胶轮胎和气胎轮胎相比，聚氨酯轮胎 胎设计途径，研究结果表明，轮胎的模具、花纹设计
的具有竞争性的价格也是可以负担得起的。在独立实 和轮胎结构和材料均对轮胎滚动阻力有影响。克服轮
验室的性能测试中，聚氨酯轮胎的性能与气胎轮胎相 胎滚动阻力消耗的燃油占汽车总油耗的14.4%，而仅
当，甚至是优于后者。微孔聚氨酯轮胎是可回收，加 由胎面产生的滚动阻力就占轮胎滚动阻力的49%，其
入旧的材料可以应用于擦鞋垫，卡车内胎，跑道和非 他部件的影响比例分别为：胎侧14%、胎体11%、胎
气胎轮胎。微孔轮胎将是轮胎技术领域里面最大的革 圈11%、带束层8%、其余部件7%。由胎面直接造成

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