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张立群:两种生物基橡胶轮胎,全球原创
 [日期:2021-06-29]  [ 作者: ]  [ 来源: 中国橡胶网 ]  [ 点击数:593 ]
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       运用两种生物基橡胶制备的两批不同轮胎,实现了全球原创,不仅在全球生物基橡胶研发方面,终于有了中国科技人员的身影,而且有力支撑了国家“双碳”战略,意义非凡。

       这是中国橡胶网在6月23日召开的第八届全球轮胎技术论坛(Global Tire Tech Forum,GTTF)上,北京化工大学副校长、教授张立群主旨发言中了解到的。

       应对气候变化,成为世界各国未来主要考虑的因素。2020年9月22日,习近平主席在联合国大会上宣布,努力在2060实现碳中和,并采取“更有力的政策和措施”,在2030年之前达到排放峰值。

       据张立群介绍,天然橡胶是典型的绿色天然高分子材料,橡胶树每生产1吨天然橡胶能吸收17.5吨的二氧化碳,可说是负“碳足迹”绿色材料,

       而在轮胎生产原材料中,用量占半壁江山的合成橡胶品类众多,但其一方面依赖于化石资源,另一方面碳排放量高,每生产1吨合成橡胶要排放3.3吨二氧化碳,相比天然橡胶生产,每吨多出近20吨的二氧化碳排放。

       面对国际、国内形势和来自应对气候变化方面的压力,全球轮胎企业在研发、采用低碳材料,逐步摆脱对化石原材料的依赖。固特异公司制备出了生物基异戊橡胶,朗盛公司制备出了生物基丁基橡胶和生物基乙丙橡胶。

       “生物基橡胶是世界橡胶工业可持续发展的重要途径,生物基橡胶正向我们走来。”张立群说。

       张立群汇报了我国在生物基橡胶材料研发的进展。主要包括原创型生物基可降解聚酯橡胶材料、原创型不降解的生物基衣康酸酯橡胶材料、液相法超聚态天然橡胶材料及环氧化天然橡胶以及蒲公英橡胶的最新进展。

       北京化工大学研制成功了世界第一批丁烯二醇基生物基聚酯橡胶可降解轮胎,能够提高轮胎的抗湿滑、低滚阻性能。现在已经取得了弹性体制备及方法、弹性体胎面胶、复合轮胎及制备方法等3项专利。CNAS等出具的降解性能评价显示,生物基聚酯橡胶符合“全生命周期”特征。

       张立群通报了生物基可降解聚酯橡胶战略规划,除已经研制成功的可降解轮胎外,北化还在与多方合作,共同研发可降解鞋、高低温耐油密封圈、TPV制品等工业产品外,还有可降解口香糖等日用品。

就在一个月前的5月25日,由北京化工大学先进弹性体材料研究中心为主完成的“官能化生物基衣康酸酯-丁二烯橡胶”通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。

       官能化生物基衣康酸酯-丁二烯橡胶作为我国原创的合成橡胶品种,北化历经13年的科学研究。

       在山东京博中聚新材料有限公司建成了世界首条千吨级示范生产线;在山东玲珑轮胎股份有限公司工业化生产线上试制了生物基绿色轮胎,滚动阻力达到了欧盟标签法B级水平。

       据估算,生产1吨官能化生物基衣康酸酯-丁二烯橡胶,相比传统石油基合成橡胶,能够减少碳排放1.44吨,可以为我国橡胶行业实施 “碳达峰”“碳中和”战略提供积极支撑。  


       张立群说,天然橡胶是全球最大的可直接未加工改型使用的生物基高分子材料,1吨天然橡胶从植物合成到轮胎生命终止总计排放二氧化碳2.7吨,仅是合成橡胶全生命周期二氧化碳10.2吨的约1/4。每1吨天然橡胶进行环氧化改型产生7.7吨二氧化碳,按前述橡胶树每生产1吨天然橡胶能吸收17.5吨的二氧化碳计算,每生产1吨环氧化天然橡胶能消耗9.8吨二氧化碳。

       环氧化天然橡胶不仅符合绿色轮胎制造的理念,而且硫化胶用作胎面胶的综合动态性能非常好。将其与天然橡胶按一定比例配合生产的载重子午胎,改善了撕裂强度,并进一步提高了载重胎的综合性能。其还能完全代替SSBR用于绿色轿车轮胎的生产,材料的力学性能、抗湿滑性能、耐磨性能进一步增强,符合新时代节能减排的要求。北化已经与海胶集团、海南大学合作,建设了中试实验平台。

       北化与西双版纳圣润橡胶合作开发出了“高频微剪切液相工艺制备超聚态高性能橡胶材料新技术”。一套装置已经开发出3种新材料:超聚态天然橡胶、超聚态天然橡胶纳米复合材料、超聚态与硫化胶基制品。检测数据显示,超聚态天然橡胶基本与进口1号烟片胶技术指标持平。已经在两家企业生产出了半钢胎的试验胎。

       我国蒲公英橡胶研究始于2012年,2014年9月,在山东玲珑生产的3条蒲公英橡胶轮胎样胎在当年召开的国际橡胶会议上展出,引起业界高度关注。2015年,中国蒲公英橡胶产业创新联盟建立,项目利用“十三五”国家重点研发计划的资助,开发出“绿色高效蒲公英橡胶制备关键技术”,还在哈尔滨建设了100吨级绿色水基工艺路线自动化提胶装置,今天试车。“如果不是参加今天的论坛,作为研发计划的主要人员,我按说应该过去参加仪式。”张立群说,该全新装置的试车,将会为下游产业广泛的产品验证提供充足的蒲公英橡胶原料。

       张立群建议,蒲公英橡胶的开发必须遵循综合开发的技术路线,形成天然橡胶+菊糖(乙醇)+蒲公英茶+饲料+有机肥的全产业链条。

       每一项技术成果的成功,饱含科研技术人员多年的辛苦付出。希望业界支持生物基橡胶的研究发展,高度重视生物质资源的高附加值利用,为促进橡胶产业的绿色可持续发展、实现“双碳”战略目标,作出我们应有的贡献,张立群最后表示。 

 

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