汽車(chē)工業(yè)用橡膠發(fā)展現(xiàn)狀分析

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摘要：橡膠生產(chǎn)作為基礎(chǔ)工業(yè)，是我國(guó)較為重視的集中工業(yè)之一。汽車(chē)上除金屬部件和塑料部件基本就以橡膠制品為主。其中又以汽車(chē)輪胎對(duì)橡膠的需求和質(zhì)量要求最高。分析我國(guó)的橡膠產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用情況，對(duì)汽車(chē)工業(yè)和橡膠工業(yè)的結(jié)合有較為重要的意義。

關(guān)鍵詞：橡膠；汽車(chē)輪胎；產(chǎn)能

除一些墊片、飾件外，汽車(chē)工業(yè)中最需要橡膠技術(shù)的即輪胎技術(shù)。隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于輪胎產(chǎn)量、質(zhì)量的需求也逐步提升，這里面包含追求及低成本的低端車(chē)輛輪胎和追求最佳性能的賽車(chē)用輪胎，而合成橡膠工業(yè)的發(fā)展是輪胎制造水平提高的基礎(chǔ)。

1乘用車(chē)輪胎對(duì)不同工況橡膠性能的要求

根據(jù)不同的應(yīng)用需要，對(duì)輪胎橡膠的技術(shù)指標(biāo)要求也不一樣。

（1）家用代步車(chē)、出租車(chē)追求低油耗，即低滾動(dòng)阻力。輪胎胎體形變引起的輪胎材料遲滯作用是造成輪胎滾動(dòng)阻力的主要原因。實(shí)際中，充氣輪胎在靜態(tài)壓縮作用下會(huì)產(chǎn)生變形并且回彈，并由于其內(nèi)部的摩擦作用而引起能量損失。當(dāng)車(chē)輪在力或力矩作用下滾動(dòng)時(shí)，對(duì)輪胎胎面上的每一單元而言，其壓縮與回彈的過(guò)程將重復(fù)不斷地進(jìn)行。當(dāng)這些單元進(jìn)入輪胎與路面的接觸印跡時(shí)，其彈簧和阻尼便能充分做功，并生成附加的摩擦效應(yīng)，我們將其稱之為彈性遲滯阻力。從橡膠材料來(lái)說(shuō)，降低滾動(dòng)阻力最直接的辦法是提高輪胎的回彈性。

（2）對(duì)于追求性能和安全性的高端轎車(chē)、商務(wù)用車(chē)，則要通過(guò)提高花紋密度和深度來(lái)降低橡膠的回彈性。

（3）提高耐磨耗性。提高耐磨耗性的直接好處是提高輪胎的使用周期和降低輪胎的整體重量。

2各類橡膠材料的特性及現(xiàn)狀

我國(guó)的合成橡膠產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)囊?guī)模，主要有五種常見(jiàn)合成技術(shù)，即順丁橡膠、異戊橡膠、丁苯橡膠、已基橡膠和乙丙橡膠。

2.1順丁橡膠

早在20世紀(jì)70年代，我國(guó)就采用自主工藝實(shí)現(xiàn)了順丁橡膠的工業(yè)化生產(chǎn)。采用鎳系催化劑的配方一直處于世界前列。目前，中石化和中石油均具備強(qiáng)大的產(chǎn)能，66萬(wàn)t/a的產(chǎn)量可以向全世界出口。稀土順丁橡膠的出現(xiàn)，更加奠定了我國(guó)合成配方的領(lǐng)先性。相比鎳系順丁橡膠，稀土順丁橡膠的彈性、拉伸性能、耐磨耗性和抗疲勞特性有較大的提升。常用語(yǔ)汽車(chē)輪胎的胎面和胎側(cè)。

2.2異戊橡膠

異戊橡膠作為合成橡膠中最接近天然橡膠特性的一種，是天然橡膠唯一可選的替代品種。我國(guó)對(duì)天然橡膠的消費(fèi)量決定了我國(guó)對(duì)異戊橡膠的需求非常迫切。但在20世紀(jì)研發(fā)出來(lái)的異戊橡膠雖然性能優(yōu)異，原材料缺過(guò)于稀缺，影響了工業(yè)化進(jìn)程。直到21紀(jì)初，我國(guó)的乙烯產(chǎn)能大幅提升，副產(chǎn)豐富的炭五資源帶來(lái)了生產(chǎn)異戊橡膠豐富的原材料。2010年4月，中國(guó)第一套異戊橡膠生產(chǎn)裝置在茂名順利投產(chǎn)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)異戊橡膠的空白，結(jié)束了中國(guó)不能生產(chǎn)異戊橡膠的歷史。該裝置產(chǎn)能為1.5萬(wàn)t/a。2011年，青島和撫順?lè)謩e建成了3萬(wàn)t/a的異戊橡膠生產(chǎn)裝置，中國(guó)異戊橡膠生產(chǎn)能力達(dá)7.5萬(wàn)t/a，占世界總產(chǎn)能的10%。未來(lái)幾年，中國(guó)石化、中國(guó)石油、山東魯華和盤(pán)錦振奧共計(jì)18萬(wàn)t/a的生產(chǎn)裝置將相繼建成投產(chǎn)，而目前國(guó)外任何一家公司都沒(méi)有擴(kuò)產(chǎn)或新建裝置的計(jì)劃。

2.3丁苯橡膠

乳聚丁苯橡膠（ESBR）是目前市場(chǎng)上主要的產(chǎn)品，丁苯橡膠也是用量最大的橡膠。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，溶聚丁苯橡膠（SSBR）也已經(jīng)成為輪胎橡膠的主要原材料。通過(guò)高分子合成技術(shù)，溶聚丁苯橡膠可以人為調(diào)節(jié)輪胎產(chǎn)品的耐磨性能、滾動(dòng)阻力和抗?jié)窕灾g的權(quán)重。把耐磨性、耐低溫性、耐曲撓性和動(dòng)態(tài)性能匹配到最佳狀態(tài)，非常適合用于制造汽車(chē)輪胎。SSBR也代表了丁苯橡膠的發(fā)展方向。由于溶聚丁苯橡膠的生產(chǎn)裝置也可以用于熱塑性丁苯橡膠、鋰系聚丁二烯橡膠等公用一套生產(chǎn)裝置，我國(guó)的溶聚丁苯橡膠產(chǎn)能還有非常大的潛力。

2.4丁基橡膠

丁基橡膠最大的特性是氣密性良好，是輪胎內(nèi)胎或真空輪胎內(nèi)層的最佳原料。我國(guó)在丁基橡膠生產(chǎn)上的發(fā)力較晚，目前只有中國(guó)石化燕山分公司具有成規(guī)模的丁基橡膠生產(chǎn)能力。而丁基橡膠的硫化速度無(wú)法適應(yīng)真空輪胎的發(fā)展需求，鹵化丁基橡膠是在丁基橡膠的基礎(chǔ)上鹵化而來(lái)，我國(guó)正在加大力度對(duì)鹵化丁基橡膠項(xiàng)目進(jìn)行生產(chǎn)研發(fā)。

2.5乙丙橡膠

乙丙橡膠的特性是耐臭氧性、耐老化性和耐化學(xué)品腐蝕性較為突出，且具有較好的電絕緣性。在汽車(chē)工業(yè)中，除輪胎以外，各類雨刮、密封條、水箱軟管和加熱管都可以采用乙丙橡膠進(jìn)行生產(chǎn)。一些非真空輪胎的內(nèi)胎也可以采用乙丙橡膠。在乙丙橡膠生產(chǎn)方面，我國(guó)的技術(shù)和產(chǎn)能完全能滿足需要。

3各類橡膠在車(chē)輛零部件中的作用分析

整車(chē)系統(tǒng)中，橡膠制品必不可少，常見(jiàn)的用途和原材料分析如下。

3.1密封系統(tǒng)

乘用車(chē)輛因其內(nèi)部封閉的環(huán)境，一般采用全封閉設(shè)計(jì)。常見(jiàn)的原料即乙丙橡膠，一般為三元乙丙橡膠。但隨著密封材料的拓展，熱塑性彈性體材料也開(kāi)始廣泛的進(jìn)入制造商的選項(xiàng)里。相對(duì)于乙丙橡膠，聚烯烴熱塑性彈性體的耐磨和摩擦性能均較優(yōu)。

3.2氣體、液體管道

橡膠制管道在汽車(chē)中主要用于燃料膠管和熱系統(tǒng)循環(huán)膠管，在耐熱性上要求較高，一般內(nèi)層采用含氟橡膠，外層采用氯醇橡膠。高耐熱和耐油的特種橡膠是我國(guó)橡膠產(chǎn)業(yè)的短板，尤其是TPU、FKM等特種橡膠嚴(yán)重依賴進(jìn)口。

3.3同步皮帶和V型皮帶

目前，進(jìn)口車(chē)輛的V型皮帶主要采用氫化丁腈橡膠，而國(guó)內(nèi)的還是以氯丁橡膠為主。在耐寒方面的參數(shù)尚未達(dá)到領(lǐng)先。

3.4減震元件

橡膠制品在車(chē)輛中的另一個(gè)應(yīng)用即各類減震墊，考慮到耐疲勞和蠕變性能，在沒(méi)有油液和高溫接觸的部位，一般采取天然橡膠。而對(duì)于耐熱和耐油性能要求較高的部位，丁苯香蕉和和丁腈橡膠分別是最好的選擇，發(fā)動(dòng)機(jī)部位的則采用耐熱性高的三元乙丙橡膠。在這方面，我國(guó)的產(chǎn)能尚可。

4總結(jié)

我國(guó)合成橡膠工業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展的時(shí)期，為我國(guó)汽車(chē)輪胎工業(yè)發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)。因缺乏高性能橡膠的生產(chǎn)，我國(guó)目前輪胎生產(chǎn)企業(yè)主要以生產(chǎn)載重輪胎為主。隨著溶聚丁苯橡膠、稀土順丁橡膠等高性能橡膠生產(chǎn)裝置的陸續(xù)投產(chǎn)，必定促進(jìn)我國(guó)高性能轎車(chē)輪胎的發(fā)展。輪胎生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)審時(shí)度勢(shì)，加大轎車(chē)輪胎開(kāi)發(fā)力度，增加轎車(chē)輪胎生產(chǎn)能力，進(jìn)而提升我國(guó)汽車(chē)輪胎工業(yè)在世界的地位。

參考文獻(xiàn)：

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作者：李崢杰 張鵬 單位：鶴壁汽車(chē)工程職業(yè)學(xué)院