我的輪胎網(wǎng)

青島日報(bào)社/觀海新聞6月20日訊 在輪胎領(lǐng)域，有一個(gè)困擾行業(yè)多年的“魔鬼三角”定律：無法同時(shí)兼顧輪胎的滾動阻力、抗?jié)窕阅芎湍湍バ阅堋，F(xiàn)在，這三項(xiàng)性能已經(jīng)在液體黃金輪胎產(chǎn)品上得到了統(tǒng)一。液體黃金輪胎在降低滾動阻力的同時(shí)，提升抗?jié)窕阅芎湍湍バ阅?，不僅讓行車更加安全、節(jié)能和舒適，還增加了輪胎使用壽命，被業(yè)界稱為“世界橡膠輪胎工業(yè)第四個(gè)具有里程碑意義的技術(shù)創(chuàng)新”。

使用“液體黃金”生產(chǎn)的輪胎

液體黃金輪胎所采用的高性能橡膠新材料，經(jīng)世界首創(chuàng)化學(xué)煉膠技術(shù)制得。以該技術(shù)為核心，由怡維怡橡膠研究院、益凱新材料有限公司、賽輪集團(tuán)股份有限公司合作完成的“合成橡膠連續(xù)液相混煉關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”項(xiàng)目，獲得了2022年度山東省技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

攻克橡膠工業(yè)領(lǐng)域的百年技術(shù)難題

橡膠工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)重要的支柱產(chǎn)業(yè)。

在橡膠里添加什么材料、如何添加材料，才能讓橡膠實(shí)現(xiàn)更好的性能？這件事，項(xiàng)目第一完成人，國橡中心首席科學(xué)家、怡維怡橡膠研究院院長王夢蛟研究了一輩子。

王夢蛟

“在橡膠領(lǐng)域，應(yīng)用純膠的情況占比不到1%，大部分都是加入炭黑、白炭黑等各種填料，制作成復(fù)合橡膠材料，才能實(shí)現(xiàn)更好的功能和更低的成本。”王夢蛟說，“例如，一條汽車輪胎如果不加入補(bǔ)強(qiáng)填料，可能開不到100公里就爛了，但加入填料后可以變得更加耐磨，能開到幾十萬公里?！?/span>

可以說，沒有添加填料的橡膠材料應(yīng)用場景很少。自從有橡膠制品以來，人類就一直在探索如何讓填料和橡膠混合得更加均勻。過去一二百年間，全球使用的都是物理煉膠方法，通過開煉機(jī)、密煉機(jī)等橡膠加工設(shè)備，像“和面”一樣把填料和橡膠在固體狀態(tài)下混到一起。但這類設(shè)備往往“身形”巨大，讓生產(chǎn)空間和生產(chǎn)成本都面臨著挑戰(zhàn)。

從上世紀(jì)80年代開始，王夢蛟的研究方向就集中在橡膠與填料以及填料與填料間相互作用的機(jī)理。他創(chuàng)立了新的橡膠補(bǔ)強(qiáng)理論體系，論證了聚合物及填料表面能的性質(zhì)及其對橡膠分子運(yùn)動狀態(tài)的作用，并在國際權(quán)威期刊上發(fā)表了一系列文章，討論這些作用對填充橡膠動態(tài)性能、濕摩擦和磨耗的影響，建立了填充橡膠動態(tài)性能理論體系。其中，凝結(jié)了其畢生科研成果和心血的最新專著《粒狀填料對橡膠的補(bǔ)強(qiáng)-理論及實(shí)踐》，為橡膠的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究提供指導(dǎo)，是集橡膠理論創(chuàng)新與實(shí)踐應(yīng)用的扛鼎之作。

這些理論研究成為突破化學(xué)煉膠技術(shù)的重要支撐。在此基礎(chǔ)上，王夢蛟率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)煉膠技術(shù)的突破——簡單來說，就是讓所有種類的橡膠和填料，都實(shí)現(xiàn)了從固態(tài)模式下的混合“進(jìn)化”到液態(tài)模式下的混合。

“液液混合”的方法不僅能讓材料之間混合得更加均勻，同時(shí)可以增強(qiáng)填料和橡膠之間的相互作用，讓復(fù)合橡膠材料獲得更好的性能，從而攻克困擾世界橡膠工業(yè)的百年技術(shù)難題。

5年間4次“更新”產(chǎn)線，年產(chǎn)能突破7萬噸

2016年3月，全球橡膠行業(yè)權(quán)威雜志《國際輪胎技術(shù)》對這一技術(shù)進(jìn)行了封面報(bào)道，用“l(fā)iquid gold（液體黃金）”來稱贊應(yīng)用該技術(shù)制備的突破性材料，并在封面報(bào)道中寫道：“該技術(shù)可助力中國輪胎工業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。”

項(xiàng)目完成人之一、益凱新材料有限公司總經(jīng)理王正介紹，這是全球范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了適用于所有橡膠、所有填料的液相混煉技術(shù)?！按饲?，海外有對于液相混煉技術(shù)的嘗試，但僅僅局限在炭黑和天然橡膠混合的領(lǐng)域，應(yīng)用領(lǐng)域受限，無法實(shí)現(xiàn)大范圍產(chǎn)業(yè)應(yīng)用?！蓖跽f。

但讓一項(xiàng)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走到工業(yè)生產(chǎn)，并不是一條“坦途”。為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)，項(xiàng)目完成單位走過了十余年歷程。

因?yàn)楫惓ＦD難，所以在項(xiàng)目完成人之一、怡維怡橡膠研究院副院長賈維杰腦海里，每一個(gè)推動產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)都記憶猶新：“2012年，我們在實(shí)驗(yàn)室完成了成果的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；2014年，在國橡中心的統(tǒng)籌下，項(xiàng)目各完成單位開始推動技術(shù)產(chǎn)業(yè)化；同年，為了承接技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，益凱新材料有限公司應(yīng)運(yùn)而生；2018年，我們終于建成了第一條萬噸級生產(chǎn)線。”

這五年間，項(xiàng)目完成單位對生產(chǎn)裝置進(jìn)行了四次“更新”，一次次產(chǎn)能放大的過程，就是一次次解決問題的過程?！皬膶?shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線，可不是簡單的等比例放大那么簡單，控制精度、難度都呈指數(shù)級增長，因此，我們選擇的是深入生產(chǎn)現(xiàn)場去發(fā)現(xiàn)問題，然后倒逼技術(shù)創(chuàng)新?！蓖跽f，“例如，液相混合過程需要使用易燃易爆的有機(jī)溶劑作為介質(zhì)，因此設(shè)備安全設(shè)置的要求和實(shí)驗(yàn)室里完全不是一個(gè)量級，這都是需要重點(diǎn)解決的問題?！?/span>

目前，該項(xiàng)目年產(chǎn)7萬噸液體黃金材料工業(yè)線已正式投產(chǎn)，賽輪集團(tuán)在橡膠輪胎行業(yè)率先將該橡膠新材料成功應(yīng)用到輪胎的研發(fā)和生產(chǎn)，與奇瑞、比亞迪、長安、北汽越野車、吉利、蔚來、依維柯、中國重汽、東風(fēng)汽車等企業(yè)進(jìn)行配套合作，這項(xiàng)給全球橡膠行業(yè)帶來革命性更新的技術(shù)，終于讓人們看到了它的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。

產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的實(shí)踐證明，該項(xiàng)目不僅解決了困擾業(yè)界多年的輪胎滾動阻力、抗?jié)窕阅?、耐磨性能難以兼顧的“魔鬼三角”問題，也實(shí)現(xiàn)了從原材料、加工工藝、材料應(yīng)用到產(chǎn)品使用等各環(huán)節(jié)的綠色化，目前已累計(jì)申請國內(nèi)外發(fā)明專利45件。（青島日報(bào)/觀海新聞記者 耿婷婷）