塑胶轮胎是减排的重要环节

来源：塑料五金网发布时间：2013-09-28 08:49:14点击率：

　　【塑胶五金网】汽车所需能量的20%都与轮胎相关，这一比例在卡车中更提高到三分之一。欧盟规定从2012年起，所有新车必须安装低滚动阻力的绿色轮胎。美国奥巴马政府制定的新能源政策也要求2016年前汽车每加仑汽油行驶里程必须平均达到35.5英里。在中国，按照工信部发布的《轻型汽车燃料消耗量标识管理规定》，从2010年1月1日起，绝大部分乘用车和轻型商用车在销售时必须标明实际油耗。由此，汽车制造商对轮胎的燃油经济性要求必将大大提高，发展绿色轮胎已是大势所趋，下游轮胎企业必须积极做好应用新材料开发绿色轮胎的准备。

　　降低轮胎滚动阻力可以从两方面入手。一是改善轮胎结构，包括子午化、扁平化和无内胎化等;二是用低内耗、低生热的新型原材料来制造轮胎。1946年子午线轮胎的出现将汽车轮胎的滚动阻力减少了20%。1992年，米其林轮胎在世界上将硅原料整合到橡胶配方中，能源消耗得到了大幅的降低。这是“绿色”轮胎概念出现在人们的视野中。截至今天，米其林在中国销售的轿车及轻卡轮胎中有70%是绿色轮胎，并成为帕萨特、朗逸、雅阁、梅赛德斯-奔驰E级轿车、沃尔沃S40、日产天籁等车型的原配轮胎。

　　全球轮胎厂商一直在努力开发差异化和特种合成

　　提高轮胎产品科技含量

　　橡胶产品。溶聚丁苯胶、稀土丁二烯橡胶、高乙烯基丁二烯橡胶等符合高性能轮胎高速、节能、安全、环保的要求，是生产绿色轮胎不可缺少的橡胶新材料。

　　溶聚丁苯胶具有较高的防滑性能，且不增加滚动阻力。目前我国已具备供应溶聚丁苯胶的条件，如中国石化高桥公司年产10万吨溶聚丁苯胶装置生产的产品已得到巿场认可。另外，稀土丁二烯橡胶在磨耗、生热、疲劳、老化及滚动阻力等方面优于目前主要使用的镍系丁二烯橡胶，应逐步实现替代。

　　轮胎行业近的发展趋势是使用热塑性弹性体(TPE)取代乙丙橡胶，这是因为热塑性弹性体比乙丙橡胶更轻且易于回收。

　　低成本高效益和高性能的丙烯酸类橡胶(ACM)也正广泛地用于生产汽车零部件，用于替代丁腈橡胶生产油封、O形圈。在150℃∼180℃的条件下，丙烯酸类橡胶还可以用于生产密封件、垫圈和软管。同时，成本相对较高的氟橡胶轮胎巿场正在稳步增长，因为合成橡胶制品中，氟橡胶耐热性。

　　实验证明，反式异戊橡胶(TPI)的滚动阻力在所有轮胎用胶中是的，只有乳聚丁苯胶(ESBR)的一半，比天然橡胶(NR)和溶聚丁苯胶(SSBR)也低得多。TPI与其他胶料并用时，也都具有滚动阻力低、生热降低、耐磨性好、抗疲劳的特性，能明显降低轮胎的滚动阻力和生热。继SSBR获得认同后，国内已有多家大型企业开始尝试在轮胎中应用TPI。

　　此外，通过应用芳纶、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等新型骨架材料，可达到降低轮胎滚动阻力的目的，有助于轮胎企业满足欧盟低滚动阻力轮胎的标准要求。

　　材料开发成果

　　纳米聚合物在轮胎中应用能收到节能成效。意大利Novamont公司与固特异(Goodyear)轮胎和橡胶公司合作，开发了由谷物生产的纳米颗粒尺寸淀粉聚合物，它可大大减少轮胎的滚动阻力。用淀粉聚合物改进的轮胎与所谓“绿色”轮胎(含沉积氧化硅)相比，滚动阻力减少25%，进一步开发可望减少阻力40%。利用该技术已向欧洲推出固特异公司BiotredGT3轮胎，并由固特异子公司邓禄普公司推向日本巿场。该技术将淀粉聚合物的圆形纳米颗粒与橡胶相掺混，关键组分使用了未披露的石化聚合物，使淀粉低的滚动阻力与石化聚合物的高弹性相结合。使用BiotredGT3轮胎与掺有氧化硅的轮胎相比，可减少燃料消耗5%，相当于7gCO2/km。

　　朗盛公司于2009年8月上旬宣布，开发出塑料和橡胶聚合物用有机纳米颗粒助剂，现已推向工业应用。这些微凝胶产品由纳米尺寸有机颗粒组成，可用于改进弹性体和热塑性材料性质。朗盛公司工程橡胶产品业务部以其Nanoprene商品品牌向巿场推销这些纳米尺寸颗粒，而莱茵化学Rheinau公司以其Micromorph品牌名称推销助剂。莱茵化学公司与日本轮胎制造商东洋轮胎和橡胶公司合作的初步成果是将这种橡胶助剂应用于冬季轮胎生产之中，可使这些轮胎具有极好的干地和湿地道路抓着力，在与冰雪相接触时也不会使橡胶变硬。不同等级Nanoprene纳米颗粒以其不同的玻璃转变温度应用于不同季节轮胎和不同轮胎组成部位(胎面、侧面、胎体等)中可满足不同的需求。

　　以前要提高轮胎的湿地抓着力仅通过提高滚动阻力来达到，这样就增大了燃料消耗。而采用新的纳米颗粒作为助剂就可改进轮胎魔力三角形中所有的三种性能：湿地抓着力、滚动阻力和轮胎使用寿命。

　　埃克森美孚化学公司于2008年8月宣布，在其美国佛罗里达州Pensacola现有生产基地建成采用创新的轮胎新材料技术的生产厂，该技术可改进汽车的燃料经济性。由新材料ExxcoreT动态硫化合金(DVA)制取的轮胎内衬，采用很少材料就可达到前缘空气保持，这使装配件之间的空气损失减少，有助于节能。尤其是，ExxcoreTDVA大大改进了轮胎膨胀压力保持度(IPR)，从而有较好的燃料经济性。IPR是轮胎空气压力损失的度量。提高了空气保持度意味着减小了滚动阻力，其结果则改进了燃料经济性。ExxcoreTDVA将橡胶的柔性和弹性与塑料的低空气渗透性组合在一起。采用新技术与标准的卤化丁基橡胶内衬相比，渗透性要好7~10倍，轮胎耐用性要延长50%以上。

　　如果美国所有行驶中汽车轮胎的IPR为1.5%，则ExxcoreTDVA潜在的年节约燃料数量可超过7亿加仑，并可年减少温室气体600万吨，相当于道路上减少超过100万辆汽车。

　　罗地亚和道康宁于2008年11月宣布联合开发并使新型氧化硅和硅烷产品推向商业化，主要应用于能效轮胎。利用沉淀氧化硅和硅烷可减小轮胎的滚动阻力，并可减少燃料消耗和二氧化碳排放。罗地亚与道康宁通过所开发的方案已开始将氧化硅引入天然橡胶中，应用涉及卡车和轿车轮胎。据称，采用含硅烷处理的氧化硅来替代炭黑的胎面化合物所制造的轮胎，可使轮胎滚动阻力减小20%，减少燃料消耗高达5%。

　　罗地亚公司应用于能效轮胎的ZeosilPremium二氧化硅可使这种能效轮胎减小滚动阻力和有助于减少燃料消耗。

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