印度孟買，birla Carbon公司正準備推出生物基橡膠添加劑，有望提高輪胎的性能和對環境的影響。


在過去的四年里，該納米纖維素分散復合橡膠母粒與巴西清潔技術公司GranBio Technologies合作開發，據稱可以有效地將親水性納米纖維素分散到疏水性橡膠配方中。


這個項目是怎么發展起來的呢？我們先來看看項目概況。


項目概況


在本月早些時候發布的2021年可持續發展報告中，Birla表示，該伙伴關系已獲得73萬美元贈款，用于推進工業化規模的工廠和道路輪胎試驗。


作為項目的一部分，兩家公司將在GranBio位于佐治亞州托馬斯頓的生物精煉廠擴大NDC的生產。


此外，這筆資金將支持合作伙伴為第一個NDC商業工廠準備一套工程方案、市場分析和財務模型。


Birla和GranBio最初于2020年宣布開發填充材料。


據Birla介紹，該產品通過將生物基納米纖維素加入到商用橡膠化合物中，提高了輪胎的滾動阻力和汽車燃油經濟性。


當時，雙方聲稱該過程通過結合幾項“協同創新”克服了傳統的分散挑戰，包括GranBio專利的疏水性納米纖維素。


在增加可再生原材料使用的同時，該技術據稱具有“易于分散、方便無塵處理和集成到配方中”等優點。


目前， 成熟的橡膠添加劑有哪些？我們主要來說說氧化鋅和白炭黑在橡膠中的應用原理和領域。


為什么氧化鋅可以用在輪胎中？


隨著經濟的快速發展，氧化鋅在生活中得到了廣泛的應用，比如橡膠制品中都會用到氧化鋅產品，特別是輪胎里必須要添加，那么你知道為什么氧化鋅可以用在輪胎中嗎？


氧化鋅是天然膠乳的活性劑，有時也用作增強劑和著色劑。根據生產方法的不同，可分為間接氧化鋅、直接氧化鋅和活性氧化鋅，是橡膠中重要的無機活性劑。膠料的加入不僅可以加快硫化速度，而且可以提高交聯度，它能激活噻唑、次磺胺、胍和秋蘭姆促進劑。廣泛應用于各種輪胎中，如汽車輪胎、工程車輪胎、運輸車輪胎等等。


氧化鋅是輪胎的重要添加劑，除了硫化，氧化鋅還可以大大提高橡膠的導熱性能，有助于加熱輪胎，保證行車安全，同時，氧化鋅添加劑還可以防止橡膠受到霉菌或紫外線的侵蝕。氧化鋅在輪胎行業（黑色和深色橡膠輪胎、子午線輪胎）中提高產品的導熱性、耐磨性、抗撕裂性、抗拉強度等指標，節約氧化鋅用量約30%。


氧化鋅對輪胎和橡膠制品很重要，氧化鋅是隨著工業發展成為不可或缺的原材料之一，是到目前為止強烈依賴的性價比優越硫化活劑。從綜合性能和價格而言，氧化鋅沒有完全替代品（到目前為止），但是氧化鋅技術指標，特別是粒徑分布至關重要，耐米化受到青睞。


氧化鋅還用于生產子午線輪胎、斜交輪胎、輸送帶、膠管、膠帶、膠鞋、乳膠手套等橡膠制品，產品性能完全符合國家、化學工業部和美國ASTM標準的要求。


白炭黑在橡膠輪胎中的作用是啥？


白炭黑是具有一定補強性的白色無機添加劑，在橡膠制品生產中可以代替炭黑對膠料進行補強，尤其是白色、淺色或彩色橡膠制品。在越野胎、工程輪胎、子午胎等生產中使用白炭黑具有改善汽車輪胎綜合性能、提高輪胎行駛里程等作用。那么白炭黑在橡膠輪胎中有哪些具體作用，輪胎生產中使用白炭黑又該注意哪些問題？


1.白炭黑在輪胎中的作用


輪胎生產中添加白炭黑后可以降低輪胎滾動阻力、減少燃料消耗，顯著提高輪胎的防滑性能與安全性能。研究表明：使用白炭黑取代炭黑，可以有效降低膠料的潘恩效應2YLYY329WFM以及高溫下損耗角正切tanδ，進而改善輪胎的滾動阻力。使用全白炭黑的胎面膠料，可降低20%的滾動阻力及50%左右的胎面滯后性能，從而節約3%以上的燃油。


在輪胎胎面膠配方中添加白炭黑后，輪胎的各項性能都有顯著的提高；特別是在輪胎耐磨耗性、濕牽引力和滾動阻力的平衡性方面。


2.輪胎使用白炭黑的不足


白炭黑用于橡膠輪胎補強時，由于界面面積小，與橡膠親和性差；易結團，不利于混煉中的分散；硫化過程中有延遲硫化的作用，易與其他組分發生反應。白炭黑易吸附其他配合劑，不利于分散；易脫水形成硅氧基，不利于粘合；結構硬化，貯藏過程中粘度增加。因此輪胎生產企業使用白炭黑時應采取一定的措施改善白炭黑的應用效果。


3.改善白炭黑在輪胎中添加效果的方法


在實際生產中，采取改性劑可以調節白炭黑在輪胎中的添加效果，以偶聯劑為主，偶聯劑中的硅烷偶聯劑更為常用。硅烷偶聯劑中的硅烷氧基對無機物具有反應性，有機官能基對有機物具有反應性或相容性。當硅烷偶聯劑介于無機與有機界面時，可形成有機基體-硅烷偶聯劑-無機基體的結合層。


使用白炭黑補強的輪胎配方中添加適量的硅烷偶聯劑后，可以使彈性體和白炭黑分子間真正形成牢固的結合，進一步提高扯斷伸長率和抗撕裂性，并獲得較低的滯后性能。


在實際生產中，橡膠輪胎生產企業還可以使用高分散性白炭黑。高分散性白炭黑不僅可以更好地保證輪胎抗濕滑性和低滾動阻力，還能夠改善膠料的磨耗和加工性能。


古馬隆樹脂


別稱：古馬隆-茚樹脂、苯并呋喃-茚樹脂、香豆酮樹脂、氧茚樹脂、煤焦油樹脂。


軟化點：75~135℃


性狀：粘稠液體或是固體。


特點：古馬隆樹脂為外觀像松香，古馬隆樹脂，液體古馬隆或者橡膠單獨使用都無粘結性，復配后可使橡膠具有良好的粘結性，包括壓敏性或熱熔性。


橡膠制造用途：古馬隆樹脂與橡膠的相容性能好，是溶劑型增粘劑、增塑劑和軟化劑。液體產品是良好的增粘劑，增強性略低；固體產品，特別是高軟化點產品是較好的補強劑，能提高膠料的機械物理性能和耐老化性能，但是增粘性不如液體古馬隆樹脂。用量3-6份，能溶解硫磺，有助于硫磺和炭黑的分散，防止焦燒。古馬隆可以使橡膠具備增粘、補強、耐切割、耐拉伸、耐磨、增加韌性、提高硬度等性能從而滿足輪胎制造的需要。在我們常見的道路標志線漆料中就含有古馬隆成分。


促進劑


英文名稱：accelerator’promoter


性狀：白色粉末


特點：常溫時能用明火點燃，難溶于乙醚、芳香烴等。


橡膠制造用途：主要用于子午線輪胎中，一是作為補強樹脂的固化劑，提高橡膠制品的硬度；二是與間苯二酚等助劑一起構成粘合體系，對橡膠與纖維的粘合起著重要作用。其中硫化促進劑能促進硫化作用的物質。可縮短橡膠的硫化時間或降低硫化溫度，減少硫化劑用量及提高橡膠的物理機械性能等。


炭黑


英文名：black carbon


早在1912年人們便已發現炭黑對橡膠具有補強作用，此后炭黑逐漸成為橡膠工業不可缺少的原材料。炭黑的耗用量一般占橡膠耗用量的40%～50%，簡單說,在橡膠配方中,通常每使用2份橡膠就會搭配使用1份炭黑。


在輪胎制造中應用的炭黑粒徑越細，其補強性能越優越；炭黑結構度越高，其定伸應力及模量越高。細粒徑的補強性品種主要用于輪胎胎面，賦予輪胎優良的耐磨性能。輪胎的其他部位，如胎側、簾布層、帶束緩沖層和內襯層，要求膠料耐曲撓龜裂、耐臭氧氧化、具有良好的回彈性和較低的生熱性能，一般選用較粗粒徑的半補強型（比表面積低于40m2/g）爐黑。


芳烴油


芳烴油亦稱芳香烴或芳烴，是指分子中含有苯環結構的碳氫化合物，它是石油化工的基本產品和基礎原料之一主要包括苯、甲苯和二甲苯、乙苯等。


歷史上早期發現的這類化合物多有芳香味道，所以稱這些烴類物質為芳香烴，后來發現的不具有芳香味道的烴類也都統一沿用這種叫法。


芳烴油與黑色橡膠相溶性好，還可以改善橡膠彈性和韌性，特別是和天然橡膠和順丁橡膠的親和性好，配合劑的分散性好，對膠料的壓延及壓出加工有良好的作用。在輪胎制造中添加的有一種名為多環芳香烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，縮寫PAH）又稱多環性芳香化合物或多環芳香族碳氫化合物。但已被界定為致癌物。臨床實驗報告指出：若長期接觸高濃度多環性芳香化合物的混合物，會引起皮膚癌、肺癌、胃癌及肝癌等疾病，多環性芳香化合物可破壞體內的遺傳物質，引發癌細胞增長，增加癌癥的發病率。


文章來源： 膠友通，輪胎報，江蘇澤輝鎂基新材料，鴻運再生膠