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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 汽车轮胎材料与材料进展趋势综述同学：方鹏 学号： 202202180228 摘要： 据悉, 2022 年,我国国内汽车轮胎总产量到达3.8 亿条,今年估计可达4 亿条,占全球总产量的近三分之一；本文综合论述了常用汽车轮胎橡胶材料的 种类和性能,包括改性自然橡胶以及丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁基橡胶 和乙丙橡胶等合成橡胶；近年来,汽车工业迅猛进展,现代汽车在高速、安全、节能、环保方面的进展对轮胎性能提出了新的要求见表 原料也提出了更高的要求见表 2 1 ,从而对合成橡胶表 2轮胎讨论课题及对橡胶的性能要求表 1现代汽车对轮胎性能的需求轮胎课题
2、橡胶性能年份轿车轮胎载重轮胎低油耗低滚动阻力高回弹性1970耐久性,经济性耐久性高速,行驶安全高花纹性低回弹性1980经济性,高速性经济性环保,低滚动阻力,外观,高无销钉轮胎低温性能耐冰雪性能1990速化,轻量化,彩色轮胎经济性耐久性耐磨耗性2000安全,环保,低滚动阻力,舒安全,舒服,四季适 /操控性,零压安全胎,新制轮胎,气压监测系统,轻量化耐磨耗性安全性,全天候性在雨天、冰雪路面的滑动阻力造技术,气压监测系统,低噪声低噪声关键词： 轮胎、汽车、材料、汽车轮胎、合成橡胶、生产才能名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - -
3、1 自然橡胶1.1 环氧化自然橡胶 ENR用过氧化有机酸或过氧化氢与有机酸处理使自然橡胶形成环氧化基团结构的生胶；该橡胶具有抗湿滑性好、气密性优良、耐油性能佳等诸多优点；按环氧化程度的高低一般有ENR75,ENR50和 ENR25三个品种 环氧化自然橡胶 ENR是自然橡胶 NR经化学改性制得的特种自然橡胶；ENR 具有优良的气密性、粘合性、耐湿滑性； ENR 50 具有良好的阻尼性,其滚动阻力小于 NR,湿路面抓着性优于充油丁苯橡胶OESBR；用于轮胎胎面胶时, ENR 与白炭黑强的相互作用是湿路面抓着力的重要因素；1.2 充油自然橡胶充油橡胶是指在橡胶 包 括自然橡胶、合成橡胶 中填充了肯定
4、数量矿物油的混合物； 充油可以在自然或合成胶乳中进行,也可以在干胶中完成, 前者称湿法充油,后者称干法充油；汽车轮胎不仅要求有优良的干湿路面抓着性能,仍需要有良好的冰面牵引性能；有讨论说明,以充油自然橡胶OENR部分替代充油丁苯橡胶 OESBR时,不仅可以大幅降低滚动阻力,而且可以提高冰面抓力；1.3 接枝自然橡胶在自然橡胶分子主链上接上烯烃类不饱和分子的单体,具有支链型结构的橡胶；使长链线性分子变成主要是甲基丙烯酸甲酯 MMA 与 NR 接枝共聚, MMA 接枝 NR 材料具有良好 抗冲击性能、耐屈挠性、粘合性以及较高的硬度；在汽车轮胎中主要运用于无 内胎轮胎中的气密层等；将材料与丁苯橡胶共
5、混,可用作胎圈三角胶胶料,其名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 生胶强度及与钢丝圈的粘合力明显提高,可以较好地保持钢丝圈的外形稳固；2 合成橡胶2.1 丁苯橡胶 SBR目前市场丁苯橡胶以乳聚丁苯橡胶 ESBR为主；近年来,溶聚丁苯橡胶SSBR通过高分子合成技术, 在滚动阻力、 抗湿滑性能和耐磨性能之间具有良好的平稳 关系,具有优良耐磨性能、耐屈挠性能、耐低温性能和动态力学性能,特殊适合用于轿车轮胎的胎面、 胎体和胎侧等部位； 乳聚丁苯橡胶的工业化始于 1960 年,经过不断改造扩能和新建,包括中国石化和中国石油在内的共
6、 7 家企业 10 家 工厂在生产乳聚丁苯 4 ,产能达 130.5 万 t/a ,详见表 3 ；近年来,溶聚丁苯 橡胶SSBR逐步在中国兴起；通过高分子合成技术,溶聚丁苯橡胶可以在滚动阻力、抗湿滑性能和耐磨性能之间建立最正确平稳,具有优良耐磨性能、 耐屈挠性能、耐低温性能和动态力学性能,特殊适合用于轿车轮胎的胎面、胎体和胎侧等部位,代表着丁苯橡胶的进展方向； 目前溶聚丁苯橡胶主要的已建和在建装置及其产能情形详见表 4,产能共计 28.2 万；由于溶聚丁苯橡胶生产可以与热塑性丁苯橡胶及锂系聚丁二烯橡胶等一套装置,能,因此统计的数据偏差较大；各厂家会依据市场情形随时调整产表 3 我国 2022
7、年乳聚丁苯橡胶装置及产能生产商 工厂 产能 /万 t/a备 注吉林 多功能装置名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 中国石油兰州多功能装置抚顺 2022 年建成普利斯通惠州日本技术福橡集团福建泉港2022 年建成天津陆港天津2022 年投产申花化工 /台橡 南通浙晨橡胶杭州2022 年投产表 4 我国 2022 年溶聚丁苯橡胶已建/在建装置及产能产能 /生产商工厂备 注万 t/a中国石化北京燕山多功能装置,已建成上海高桥多功能装置,已建成中国石油茂名多功能装置,已建成独山子多功能装置,已建成中国北方盘锦多功能装置,在建2
8、.3 顺丁橡胶 BR名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 我国在 20 世纪 70 岁月就自主实现了镍系顺丁橡胶工业化生产；近年来,稀土顺丁橡胶因其优异的性能日益受到重视；稀土顺丁橡胶与镍系顺丁橡胶相 比具有较高的弹性、较好的拉伸性能、较低的生热和滚动阻力以及优异的耐磨 耗和抗疲惫性,符合高性能轮胎高速、节能、安全、环保的要求,常用于高性 能轮胎的胎面和胎侧；钕Nd 是最活泼的稀土金属之一；1984 年,意大利 Enichem Elastomeri公司在脂肪族溶剂中使用以Nd 为主体的催化剂,工业化生产了顺式-1,4 含
9、量更高的 Nd-BR；随后,德国 Bayer 公司也生产了类似的 Nd -BR；这些 Nd -BR 的加工性能及综合物理机械性能都优于其它 应用日趋广泛； BR,近十年来在国外轮胎橡胶中的将来几年,我国镍系顺丁橡胶产能进一步扩大,估计在 2 年内镍系顺丁橡胶 产能酱超过 100 万 t/a 近年来,稀土顺丁橡胶因其优异的性能被视为镍系顺丁橡胶的升级品种,逐 渐被工业届进展方向所重视；稀土顺丁橡胶与镍系顺丁橡胶相比具有较高的弹 性、较好的拉伸性能、 较低的生热和滚动阻力以及优异的耐磨耗和抗疲惫等物理 机械性能,符合高性能轮胎在高速、节能、安全、环保等方面进展的需要,常用 于高性能轮胎的胎面和胎侧
10、 7 ；据世界合成橡胶生产者协会统计,2022 年全球 有 7 个国家 9 家企业在生产稀土顺丁橡胶,总产能约在 50 万 t/a 左右,分 布在意大利、德国、俄罗斯、南非、巴西、日本和中国；目前市场上的主流产品 是德国 Lanxess原 Bayer 生产 Buna CB 系列牌号的稀土顺丁橡胶,其装置 建于 20 世纪 80 岁月；中国早在 20 世纪 60 岁月就开头了稀土催化丁二烯聚 合的讨论,由于当时经济进展落后, 未能实现工业化生产； 1998 年在国家 863 计 划的支持下,中国石油锦州石化公司在镍系万吨级顺丁橡胶生产装置上胜利地生名师归纳总结 产出了稀土顺丁橡胶； 2022 年
11、,中国石油独山子石化公司 1.5 万 t/a 稀土顺第 5 页,共 8 页丁橡胶生产装置和 5 万 t/a 的稀土 / 镍系顺丁橡胶柔性生产装置分别于 9 月和 10 月投产胜利, 稀土顺丁橡胶生产装置实现了零突破；将来几年, 我国将新增 26 万 t/a 稀土顺丁橡胶的产能,包括中国石化 3 万 t/a 、- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2.3 异戊橡胶 IR异戊橡胶是全部合成橡胶中结构和性能最为接近自然橡胶的胶种,是自然橡胶最正确的替代胶种；对 IR 的改性目前主要表现为 3,4-IR 的开发以及用异戊二烯单体同其它苯乙烯、丁二烯的共聚物橡胶的开
12、发；合成 3,4- 聚异戊二烯橡胶与自然橡胶、丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶并用可改善轮胎的抓着性能；异戊二烯与苯乙烯、丁二烯的共聚物橡胶制造的胎面胶具有良好的低滚动阻力和湿路面抓着力综合平稳性能；异戊二烯同苯乙烯、丁二烯的多嵌段橡胶主要是苯乙烯- 异戊二烯 - 丁二烯的三嵌段共聚物 SIBR ；该橡胶是 1991 年由美国 Goodyear 公司实现商品化生产的, 是近年来开发的高性能、节能型轮胎橡胶的一个典范；2.4 丁基橡胶 IIR 丁基橡胶最大的性能特点是其气密性好,是制作汽车轮胎内胎的主要材料；然而现代轮胎进展使得无内胎轮胎成为将来进展的趋势,而丁基橡胶由于硫化 速度慢,无法作为气密层与外胎
13、一起进行硫化；卤化丁基橡胶是对一般丁基橡 胶进行卤化改性得到的,其硫化速度满意轮胎生产要求；目前我国卤化丁基橡 胶生产仍处于刚刚起步阶段；1953 年,Morrissey 等发觉 IIR 经过溴化后同 NR 的粘合性能得到改善,才使该弹性体在轮胎工业上变成一种重要的橡胶材料；1954 年, Goodrich 将其商品化, 推广了以 Hycar 2204 为品牌的改性溴化 IIRBIIR；80 岁月以后,随着加工性能良好的低粘度 用日趋广泛；2.5 乙丙橡胶 EPR BIIR 的开发,BIIR 在轮胎 特殊是气密层 中的应乙丙橡胶是以乙烯、丙烯为主要单体的合成橡胶,依据分子链中单体组成的名师归纳
14、总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 不同,有二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶之分,前者为乙烯和丙烯的共聚物,以EPM 表示,后者为乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃第三单体的共聚物,以 EPDM 表示； EPDM 是一种主链完全饱和的三元乙丙橡胶；近年来,EPDM 与 NR 并用广泛用作胎侧胶, 解决了轮胎工业过去依靠化学防护剂来延长胎侧寿命的做法,并且大大地改善了轮胎的外观6 ；但是,一般品种的 EPDM 难以同 NR 获得良好的粘合；近年来发觉对 EPDM 改性后,使用高相对分子质量、高乙烯基含量及以 ENB乙叉降冰片烯 为第三单体
15、的 EPDM,大大改善了同 NR 的粘合性能,使EPDM/NR 胎侧技术走向成熟结论与展望：随着溶聚丁苯橡胶、 稀土顺丁橡胶等高性能橡胶生产装置的间续投产,必定促进我国高性能轿车轮胎的进展；参考文献1 王进文；汽车及其橡胶件的进展趋势J ；西北橡胶树塑料讨论设计院,2022 2 刘玉强；汽车用橡胶材料的现状与进展J ；昆明高校, 2007 3 李汉堂；轮胎技术的新进展及将来进展趋势 J ；2022 4 徐立志；汽车轮胎橡胶材料概述J ；揭阳市天诚密封件, 2022；5 朱就刚；汽车轮胎新技术 J ；湖北省汉江机械装备材料工程公司,2022. 6 文兴,芥川惠,门田邦信；轮胎的将来进展趋势 J
16、,2022；7 汪立亮,汽车轮胎的进展趋势三J ；汽车治理学院, 2007；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 8 赵子亮,李杰,郭斌；汽车轮胎的进展趋势 J ；2022. 9 李汉室；轮胎技术的进展趋势 J ；2022 10 国家监督抽查；汽车轮胎 J ；2022 11 汽车导购；轮胎话题 J ；2022 12 崔小明；我国非轮胎橡胶原材料的进展趋势J ；2022. J. 橡胶13 李花婷 , 蔡尚脉 , 王清才 , 等. 绿色轮胎用橡胶材料的讨论进展科技 , 2022 名师归纳总结 14 杨树田 . 子午线轮胎用合成橡胶的概况J. 行情进展 , 2022 第 8 页,共 8 页15 于清溪 . 轮胎工业用橡胶材料现状与进展 一J. 橡胶科技市场 , 2022 - - - - - - -