发布日期：2024-09-07 10:47 点击次数：185
在日前于西安举办的中国能源·化工强国大会上，中国工程院院士、西安交通大学校长张立群作《面向节能和可持续发展的绿色轮胎技术》主旨报告。他介绍了轮胎“魔三角”难题的微观机制和轮胎材料分子设计策略，提出了以创新支撑橡胶工业可持续发展的四条有效路径。
橡胶制品承载着现代社会和工业的运转，伴随着人类日常生活的方方面面。我国橡胶工业更是连续多年稳居世界领先地位，对国民经济贡献巨大。面对天然橡胶自产不足、对外依存度较高、合成橡胶依赖进口等挑战，橡胶工业的可持续发展之路显得尤为迫切。
张立群提出了轮胎行驶过程中油耗或能耗来自于材料内分子尺度和纳米尺度的内摩擦，阐明了轮胎耐磨性、节油性、安全性这一“魔三角”难题的微观机制，并提出了相应的解决方案。基于此，张立群研究团队与玲珑轮胎（601966）合作制造出高耐磨、节油、安全轮胎，效果与国际著名的米其林轮胎相当。团队首次提出面向高性能绿色轮胎的超级自组装弹性体概念，结合分子模拟、机器学习等先进手段革新了纳米复合橡胶，且初步实现了超耐磨轿车轮胎浇注胎面规模化制备。
张立群还分享了以创新支撑橡胶工业可持续发展的有效路径。
一是天然橡胶和第二天然橡胶。张立群指出，天然橡胶是低碳绿色行业，全生命周期排碳比合成橡胶低4.3倍，我国历来重视天然橡胶产业的发展。目前，第二天然橡胶蒲公英橡胶也受到关注，已建成百吨级绿色水基蒲公英橡胶中试装置。
二是生物基衣康酸酯橡胶。张立群介绍，目前衣康酸脂国内年产能约为10万吨。研究团队通过分子设计制备生物基衣康酸酯橡胶，实现了从实验室到千吨级生物基衣康酸酯橡胶示范生产线。基于这一生物基橡胶材料，研究团队制备出生物基绿色轮胎、传动带、乳胶手套等产品。
三是可降解生物基聚酯橡胶。在橡胶材料中引入酯基官能团可实现轮胎的生物降解性，研究团队制备的交联后纳米复合材料在110天内降解率达到70%以上，且无重金属残留，符合国际标准。研究团队还利用该材料制造了全球首批可降解轮胎、世界首双可降解鞋子。2023年，万吨级生物基可降解聚酯橡胶产业化项目签约仪式成功举办，得到了广泛关注。未来这一先进材料有望在电池领域发挥更大作用。
四是废旧轮胎绿色高值化再利用。研究团队发明了多阶螺杆连续脱硫绿色制备再生橡胶技术，实现了制备固体再生橡胶的环保、安全、连续清洁、自动化，以及产品性能的优异稳定。这一技术也实现了应用推广金桥大通，先后建立近20条生产线，年制备约10万吨再生胶，年处理废载重轮胎近15万吨，经济效益和社会效益显著。此外，研究团队发明了高性能废轮胎胶粉改性沥青关键技术，目前已在包头用于制造绿色环保建筑材料。