高性能成輪胎骨架材料發(fā)展方向
隨著中國汽車工業(yè)、輪胎工業(yè)和膠管膠帶橡膠制品工業(yè)的發(fā)展,與之發(fā)展規(guī)模相對應(yīng)的骨架材料必然得到較大發(fā)展。
未來,工程機械輪胎將快速增長,農(nóng)業(yè)輪胎需求穩(wěn)步提高,載重斜交輪胎和輕載斜交輪胎可能呈現(xiàn)負(fù)增長態(tài)勢,子午線輪胎將繼續(xù)較快增長。因此,預(yù)計未來幾年橡膠用骨架材料將以鋼絲簾線為主導(dǎo),滌綸簾布仍將保持較高水平增長,錦綸骨架材料保持相對穩(wěn)定。
迎接更加全球化的明天
“十三五”期間,行業(yè)必須堅持市場導(dǎo)向、突出重點、技術(shù)進步、協(xié)調(diào)發(fā)展、節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展和品牌戰(zhàn)略等六項原則。
堅持從市場出發(fā),充分發(fā)揮市場機制配置資源的基礎(chǔ)性作用。以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和企業(yè)組織結(jié)構(gòu)調(diào)整為切入點,緊緊圍繞新產(chǎn)品開發(fā),注重產(chǎn)品質(zhì)量改善、技術(shù)進步、降低成本、防治污染,加大技術(shù)改造力度,提高工藝和技術(shù)裝備水平,努力形成擁有自主知識產(chǎn)權(quán)和關(guān)鍵技術(shù)的名牌產(chǎn)品。發(fā)揮工業(yè)整體優(yōu)勢,優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)力布局和區(qū)域經(jīng)濟結(jié)構(gòu)。
繼續(xù)淘汰落后的設(shè)備、技術(shù)和工藝,壓縮部分行業(yè)過剩和落后的生產(chǎn)能力,支持大中型企業(yè)的技術(shù)改造和企業(yè)的聯(lián)合與兼并,提高企業(yè)集約化程度和企業(yè)經(jīng)濟效益,實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟,進一步抓好原材料及生產(chǎn)裝備的配套,增強骨干企業(yè)參與國際競爭的能力。對建設(shè)規(guī)模進行總量控制,以適應(yīng)國內(nèi)外市場的需求,促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。
此外,推進產(chǎn)業(yè)全球化戰(zhàn)略十分必要。為積極引導(dǎo)企業(yè)利用外資,應(yīng)不失時機地與國外大公司建立各種形式的戰(zhàn)略聯(lián)盟,共同開發(fā)高科技產(chǎn)品,獲得互補性資源。同時應(yīng)積極通過境外上市、發(fā)行債券、引進外資投資者等途徑,充分利用合作伙伴的資金、技術(shù)、管理、市場營銷能力等資源,引進先進技術(shù)和管理經(jīng)驗。有理由相信,在行業(yè)有識之士的共同努力下,中國橡膠骨架材料的明天將更加美好。
著眼未來的高性能材料
目前,就全球范圍來說,橡膠骨架材料仍以鋼絲、滌綸、錦綸(包括錦綸6和66)和強力人造絲四大材質(zhì)為主,但一場以節(jié)能、環(huán)保、智能、高效為目標(biāo)的高性能材料研發(fā)推廣風(fēng)暴正在來臨,并有可能推動甚至引領(lǐng)輪胎等橡膠加工行業(yè)實現(xiàn)綠色制造。
芳綸骨架材料
芳綸材料由于其特殊的性能,特別是高強度、高模量和低密度,成為輪胎骨架材料新一代高性能纖維材料的代表。
橡膠工業(yè)中主要采用對位芳綸纖維(芳綸1414纖維),其全稱為聚對苯二甲酰對苯二胺纖維。中國芳綸纖維材料雖在20世紀(jì)70年代著手開發(fā),但真正取得較大進展還是在21世紀(jì)。
“十五”期間,國家重點科技支撐計劃項目“芳綸材料在輪胎工業(yè)中的應(yīng)用”在華南輪胎實施,充分體現(xiàn)了芳綸材料在子午線輪胎中應(yīng)用的優(yōu)越性和輕量化作用。轎車輪胎中僅帶束層采用芳綸簾線替代鋼絲簾線就取得降低滾動阻力12.8%、節(jié)油3%的效果,輪胎耐久性和高速性能顯著提高。目前,芳綸材料在輪胎中的應(yīng)用技術(shù)已基本成熟。
目前,中國主要的對位芳綸在建項目單位有山東煙臺氨綸股份有限公司、江蘇儀征化纖股份有限公司、平煤神馬集團有限公司、晨光化工研究院、蘇州兆達特纖科技公司、廣東新會彩艷公司等,總年產(chǎn)能約1萬噸。芳綸原料對苯二甲酰氯合成的清潔生產(chǎn)工藝生產(chǎn)企業(yè)已在江蘇淮安上馬。
PEN纖維
PEN纖維的化學(xué)名稱為聚萘二甲酸乙二醇酯纖維,屬滌綸類產(chǎn)品,是高性能子午線輪胎的理想骨架材料之一。應(yīng)用PEN纖維作子午線輪胎骨架材料,可提高輪胎的操縱性和使用壽命、降低路面噪聲、使輪胎輕量化、降低滾動阻力。
目前,駿馬化纖股份有限公司組織科技力量開展PEN纖維的開發(fā)研制和加工應(yīng)用等方面的研究工作,并與東華大學(xué)合作進行聯(lián)合攻關(guān),可望取得產(chǎn)業(yè)化成果。
BPO短纖維/橡膠復(fù)合材料
BPO的化學(xué)名稱為聚對苯撐苯并雙噁唑。BPO短纖維是一種特高強度的纖維,且初始模量高,具有耐熱、阻燃、耐沖擊、耐彎曲疲勞和耐化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)良性能,目前已在航空、航天及特殊要求耐熱、防沖擊等增強材料領(lǐng)域中獲得應(yīng)用。其在橡膠工業(yè)中的應(yīng)用已獲得廣泛關(guān)注,如在輪胎胎面膠中使用可改善耐磨和抗刺扎性能,在V帶中使用可提高橫向剛性和縱向柔性,在密封制品中使用可減少變形等,但由于BPO短纖維價格昂貴,采用少量BPO短纖維制備橡膠復(fù)合材料,可滿足高性能橡膠制品的要求。
UHMWPE纖維材料
超高相對分子質(zhì)量聚乙烯纖維簡稱UHMWPE纖維,與碳纖維和芳綸纖維一起被稱為“三大高性能纖維”。UHMWPE纖維具有高強度和高模量,且價格低,適合子午線輪胎骨架材料的要求,引起業(yè)內(nèi)人士的大力關(guān)注,但其在輪胎工業(yè)中應(yīng)用的主要技術(shù)難點是與橡膠的粘合差,且熔點低,解決這兩項技術(shù)至關(guān)重要。目前有些企業(yè)通過對纖維表面等離子處理等各項技術(shù)及探討低溫硫化工藝,使UHMWPE纖維在橡膠工業(yè)中的應(yīng)用逐步成為可能。
滌綸工業(yè)絲改性技術(shù)
采用納米材料對滌綸工業(yè)絲進行復(fù)合改性可大大提高普通PTE工業(yè)絲的性能,制備高性能橡膠制品。納米復(fù)合材料主要是經(jīng)表面預(yù)處理的納米SiO2和納米稀土CeO2復(fù)配產(chǎn)物,利用納米粒子的尺寸效應(yīng)和表面活性的功能效應(yīng),使納米粒子與PET間形成強界面作用力,使PET的結(jié)晶度、結(jié)晶速度和熔融結(jié)晶溫度發(fā)生變化,帶來一系列性能改變。該技術(shù)在HMLS工業(yè)絲上獲得初步應(yīng)用,使其斷裂強度、定負(fù)荷伸長率、干熱收縮率,特別是斷裂伸長率和阻燃性等性能有顯著提高。
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