【轮胎用炭黑的发展研究】

随着汽车工业的迅速发展，人们生活水平的不断提高，汽车进入家庭已成为时尚。 同时带来的问题是汽车排放的大量二氧化碳废气对环境的污染。各国政府都很关心这个问题，制定相应的法规对汽车的耗油量进行越来越严格的限制。由轮胎滚动阻力所造成的耗油量占汽车总耗油量的25%左右，故降低轮胎滚动阻力就成为缓解全球环境恶化的重要途径之一。      

随着高速公路的迅速发展和车辆速度的加快，轮胎的行驶速度等级也相应提高。带来的问题是车辆的安全性，对轮胎的要求是在保证高行驶里程（胎面耐磨）的前提下对路面的抓着性好，尤其是在下雨天湿路面和冬季冰雪路面上抗滑性能好。耐磨，滚动阻力低，抗湿滑性能好的轮胎称之为高性能轮胎。      

以法国Michelin公司开发的“绿色轮胎”（Green tire）为代表的高性能轮胎的问世，标志着轮胎行业取得划时代的进步。这种轮胎由于滚动阻力低，用于轿车可节省燃油3～5%，用于载重车可节省燃油6～8%，每行驶1万公里可节省燃油40～60公升。全世界推广使用这种轮胎每年可节省燃油320亿公升，减少二氧化碳排放量8100万吨，对环境保护的贡献是很大的。其他类似的高性能轮胎还有美国Goodyear公司的GFE（燃料利用率高）轮胎，日本Bridgestone公司FS（节油者）轮胎和德国Continent公司的EOT（节能）轮胎等。                     

适用于高性能轮胎的理想胶种          

为满足高性能轮胎耐磨、低滚动阻力和优良的抗湿滑性能要求，在现有胶种的选用上是很难的。传统的胎面胶通常选用天然橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶。顺丁橡胶滚动阻力低，耐磨性能好，但抗湿滑性能很差；乳聚丁苯橡胶抗湿滑性能好，但滚动阻力大，不耐磨；天然胶性能则介乎于顺丁和丁苯胶之间。要做到既降低滚动阻力，保证高的耐磨性，又不牺牲抗湿滑性能，这三种胶单用或两胶、三胶并用均无济于事。           

研究表明，胶料的动态损耗因子tanδ数值与胎面行驶性能有密切关系。在温度低于-60℃时，tanδ数值高，有良好的耐磨性；在温度为0～30℃范围内,tanδ数值高，具有优良的抗湿滑性能；在温度为50～70℃范围内，tanδ数值低，滚动阻力低。tanδ数值满足这些要求的橡胶就是高性能轮胎的胎面胶。           

目前开发成功有望作为理想胎面胶的胶种有：          

◆ 环氧化天然橡胶（ENR）           

由天然胶乳与甲酸、过氧化氢反应制得。与白炭黑/炭黑填充剂混合可获得优良的耐磨性、低的滚动阻力和高的湿路面抓着力。是适用于轮胎胎面的新型高性能天然橡胶。          

◆ 溶液聚合丁苯橡胶（SSBR）           

与乳聚丁苯橡胶相比有不含凝胶、耐磨、耐低温，生热低、滚动阻力小的优点；与顺丁橡胶相比有不冷流、拉伸强力高、耐撕裂、抗湿滑性好的优点；在工艺上有混炼胶收缩率小、压出表面光滑、流动性好的优点。它是国外近十多年来发展较快的胶种，适用于高性能轮胎胎面。           

◆ 集成橡胶（SIBR）          

由丁二烯，苯乙烯和异戊二烯通过分子设计和链结构优化组合聚合制得的新型高性能橡胶。它集低滚动阻力、高湿抓着力和高耐磨性于一体，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、线型嵌段型、星型无规型和星型嵌段型四种产品。最有希望成为理想的高性能轮胎胎面胶。          

高性能橡胶配合技术进展  以低的成本获得具有实用性能要求的橡胶制品而确定生胶、配合剂及填料的品种和配合量，以及规定使用混炼设备将这些材料加工成混炼胶的方法，即为橡胶的配合技术。这是制造橡胶制品的一项关键技术。           

下面仅就涉及高性能橡胶配合技术进展的两个问题作一些介绍：          

◆ 工艺操作助剂的应用           

胶料中添加少量（2～3份）工艺操作助剂不仅可以改善加工性能，提高生产效率，还可以改善硫化胶的某些性能。比如加入均匀剂可以提高异种橡胶共混相容性及微观相形态的均匀性。加入分散剂可以促使配合剂和填料在胶料中分散均匀，缩短混炼时间，改善胶料流动性。加入增粘剂可以提高胶料和半成品的自粘性，有利于成型操作。这类助剂国外用得很多，国内从引进子午线轮胎技术以后才受到重视，近十年来开发成功不少新品种。          

◆ 补强性能的改善