汽车轮胎材料与材料发展趋势综述

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1、汽车轮胎材料与材料发展趋势综述学生姓名：方鹏学号：201402180228摘要：据悉，2009年，我国国内汽车轮胎总产量达到3.8亿条，今年预计可达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，包括改性天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，汽车工业迅猛发展，现代汽车在高速、安全、节能、环保方面的发展对轮胎性能提出了新的要求（见表1），从而对合成橡胶原料也提出了更高的要求（见表2）表1现代汽车对轮胎性能的需求年份轿车轮胎载重轮胎1970耐久性，经济性耐久性1980经济性，高速性经济性1990环保，低滚动阻

2、力，外观，高经济性速化，轻量化，彩色轮胎安全，环保，低滚动阻力，舒安全，舒适，四季2000适/操控性，零压安全胎，新制轮胎，气压监测系统，造技术，气压监测系统，低噪声低噪声表2轮胎研究课题及对橡胶的性能要求轮胎课题橡胶性能低油耗低滚动阻力（高回弹性）高速，行驶安全高花纹性（低回弹性）无销钉轮胎低温性能（耐冰雪性能）耐久性耐磨耗性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关键词：轮胎、汽车、材料、汽车轮胎、合成橡胶、生产能力1天然橡胶1.1环氧化天然橡胶（ENR）用过氧化有机酸或过氧化氢与有机酸处理使天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、

3、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ENR25三个品种环氧化天然橡胶(ENR)是天然橡胶(NR)经化学改性制得的特种天然橡胶。ENR具有优良的气密性、粘合性、耐湿滑性。ENR50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充油天然橡胶充油橡胶是指在橡胶(包括天然橡胶、合成橡胶)中填充了一定数量矿物油的混合物。充油可以在天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，还

4、需要有良好的冰面牵引性能。有研究表明，以充油天然橡胶(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接枝天然橡胶在天然橡胶分子主链上接上烯烃类不饱和分子的单体，使长链线性分子变成具有支链型结构的橡胶。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混，可用作胎圈三角胶胶料，其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形状稳定。2合成橡胶2.1丁苯橡胶（SBR）目前市场丁苯橡胶以乳

5、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衡关系，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，特别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）逐渐在中国兴起。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佳平衡，具有优良耐磨性能、耐屈挠性能、耐低温性能和动态力

6、学性能，特别适合用于轿车轮胎的胎面、胎体和胎侧等部位，代表着丁苯橡胶的发展方向。目前溶聚丁苯橡胶主要的已建和在建装置及其产能情况详见表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，各厂家会依据市场情况随时调整产能，因此统计的数据偏差较大。表3我国2011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14.0多功能装置中国石油兰州15.5多功能装置抚顺20.02010年建成普利斯通惠州5.0日本技术福橡集团福建泉港10.02011年建成天津陆港天津10.02011年投产申花化工/台橡南通18.0浙晨橡胶杭州5.02010

7、年投产表4我国2011年溶聚丁苯橡胶已建/在建装置及产能生产商工厂产能/备注（万t/a）北京燕山3.0多功能装置，已建成中国石化上海高桥4.2多功能装置，已建成茂名3.0多功能装置，已建成中国石油独山子8.0多功能装置，已建成中国北方盘锦10.0多功能装置，在建2.3顺丁橡胶（BR）我国在20世纪70年代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