Page 57 - 《橡塑技术与装备》2024年11期
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理论与研究                                               唐帆 等·双碳战略背景下轮胎创新应用研究进展（下）


                明专利   [53] 。针对全钢载重子午线轮胎应用需求，万达                    法实现密闭，产生大量粉尘等污染物，一方面造成资
                宝通开发出自修复材料（SSR 胶料），经试验实现被扎                        源浪费，另一方面对车间环境造成严重污染。
                后充气压力保持率在 99.4%。正新旗下玛吉斯轮胎在                           （3）高能耗即能耗占橡胶整体加工能耗一半以上。
                多规格轮胎上均使用 MAXXIS  SEAL 自修补技术。中                    虽对炼胶产品均匀性和过程环保性问题，经一系列创
                橡狼牌开发自修复材料应用于乘用子午线轮胎，实现                           新发展如用连续式混炼机代替密炼机，但产生了新问
                轮胎 6  000 次钢钉刺扎仍不漏气。玲珑轮胎推出 Seal                   题如混炼产品因在设备中停留时间短而不够充分均匀
                in 自修复轮胎，相比于市场上同类自修复轮胎，可实                         [59] 。
                现在 50  ℃高温和 -25  ℃低温下自修复效果好，200                       打破固定思维，从混炼工艺、装备及原材料源头
                km·h -1  超高速度行驶不融胶      [54] 。                    考虑，美国卡博特公司于 2001 年创造性提出湿法混
                5.3 免充气轮胎                                         炼技术，最大限度提升炭黑填料在胶乳中分散程度，
                    纵观轮胎发展史，自发现橡胶以来，轮胎由最初                         得到耐磨性、耐屈挠疲劳性等性能优异的产品，实现
                实心轮胎发展成充气轮胎，实现轮胎重大飞跃，一致                           生产成本降低、混炼工艺简化、生产环境改善。此后
                沿用至今。现今因轮胎爆胎安全性问题凸显，免充气                           国内外轮胎企业陆续开始针对性研发，全球（如美国、
                轮胎因可实现防爆防扎而将引来良好发展趋势。虽免                           日本、法国、韩国等）陆续出现有关湿法混炼技术的
                充气轮胎在轮胎市场占比很小，多数品种还处于研发                           专利保护。中国湿法混炼技术研发起步较晚，基于汽
                初期，但经多年发展打下了坚持的基础。                                车工业环保意识增强及双碳背景下，低能耗、低滚阻、
                       江昕轮胎企业于 2000 年开始自行研发并生产免                   高环保、耐磨、耐湿滑的 “ 绿色轮胎 ” 受到广泛关注。
                充气轮胎。产品内腔由钢带和支撑架形成的多组品字                           在高校，华南理工大学、青岛科技大学、北京化工大
                形空腔结构，兼具弹性好、导热快、滚动阻力低与承                           学、四川大学等针对湿法混炼技术实现混炼原材料中
                载能力强等特点，解决同类型轮胎在相对高速行驶过                           各组分之间相互作用机理、分散的均匀性与稳定性等
                程中出现散热慢及重载变形等痛点，产品主要应用于                           问题进行系统研究与应用，但未能真正实现产业化应
                自行车、电动车、代步车、平衡车等领域，为同类产                           用  [60~61] 。基于新的橡胶补强理论体系基础，怡维怡橡
                品更好的设计提供新思路及宝贵的实践经验                   [55] 。丰源    胶研究院联合益凯新材料、赛轮集团提出液相状态下
                轮胎企业于 2016 年推出防爆破、防漏气、防静电安全                       橡胶溶液与填料浆液连续混炼的新思路                 [62] ，攻克纳米
                轮胎，采用胎侧涂有无静电且坚硬的支撑胶，防止轮                           填料表面处理等多项关键核心技术，创造性研发出打
                胎漏气及过热发生火灾          [56] 。双星轮胎企业于 2022 年          破困扰轮胎行业的 “ 魔鬼三角 ” 定律即轮胎无法同时
                推出 SAFORTSF520“全防爆”安全轮胎，采用独特                      兼顾滚动阻力、抗湿滑性能和耐磨性能 — 液体黄金轮
                设计配方和 SAFORT 魔性支撑体结构技术，一方面实                       胎。采用新型橡胶复合材料 EVEC 胶，经全球首创化
                现胎体支撑＋降噪＋舒适完美结合，另一方面实现轮                           学炼胶技术制得，为轮胎产品带来节能性、安全性、
                胎因漏气造成车辆倒翻机率大大降低，直接应用于所                           环保性、舒适性、静音性等性能全面提升，被誉为 “ 世
                有乘用车上     [57] 。北京化工大学采用热塑性高分子材料                  界橡胶轮胎工业第四个里程碑式的技术创新 ”。赛轮
                作为胎体和轮辋材料，设计出胎体内部为倒锥形通孔                           集团与国内多家知名车企配套合作，已在国内外市场
                结构的非充气轮胎，一方面大大降低轮胎的重量，另                           销售超 1000 万条液体黄金轮胎。
                一方面增加轮胎的回弹性           [58] 。
                                                                  7 轮胎结构的数字化设计的创新发展
                6 轮胎生产工艺与装备的创新发展                                      轮胎产品开发中轮胎结构设计属于十分重要的一
                    传统轮胎依次采用密炼机 + 压延机组合的炼胶工                       个环节，直接影响轮胎性能、成本及完成周期。轮胎
                序 - 胶囊反包成型机的硫化成型工艺。炼胶工序存在                         研发中，传统方法为工程师仅依靠自身经验来针对产
                以下问题 ：                                            品研发中质量问题提出解决方案，经试验反复验证优
                   （1）属间歇式混炼，无法解决间歇式混炼所固有                         化，最终得最优产品，造成研发周期大大延长，产品
                缺陷 - 得到混炼胶产品质量不均匀问题。                              质量难以获质的飞跃。目前应用最多的子午线轮胎中
                   （2）虽炼胶中基本可密闭，但上料和下料阶段无                         全钢商用子午线轮胎实际行驶中因应力集中而部分易


                      年
                2024     第   50 卷                                                                       ·9·
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