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浅析车用聚氨醋轮胎发展前景(1)
来源:摩托车技术  作者:佚名  2017-10-30 11:17:13

    众所周知,聚氨醋弹性体具有的高承载能力、抗切割、抗撕裂、高耐磨、特殊的耐化学性等,在承载能力、耐磨性、抗撕裂、抗切割、滚动阻力等性能方面具有明显优势,使其适用于制造高负荷、节能、道路状况恶劣或工作环境要求洁净等特殊条件下使用的工业车辆或载重车辆轮胎。聚氨隋弹性性的这些特点使之成为国内外轮胎行业关注的热点。

    1 绿色环保聚氨醋轮胎的研发成新热点
    旱在20世纪60年代,人们就开始了将聚氨醋弹性体用千轮胎的研究。与橡胶相比,聚氨醋弹性体具有优异的耐磨性、耐介质性和较高的抗撕裂强度。加之生产工艺简单、投资少、废旧轮胎容易实现回收利用,所以是制造轮胎的理想材料。轮胎采用浇注工艺制造,其结构和目前生产的橡胶轮胎有很大的区别,聚氨醋轮胎一般均匀性更好,而且不会出现胎面剥离现象。国外用聚氨醋硬泡做轮惘中心部件、聚氨醋弹性体做轮辐制成的轮胎已开始实用化实验,这种轮胎不需要允气,滚动阻力减少5%。
    随着国民经济的飞速发展,轮胎的产量越来越大,轮胎技术水平越来越高。国外大型轮胎公司竞相开发节能、无污染、高速、安全、耐用等综合性能优异的高性能轮胎,其中最典型的轮胎为绿色轮胎。这类高性能轮胎的最大特点是同时具有低滚动阴力、高抗湿滑性能和高耐磨性能,因此对轮胎材料提出了更高的要求。传统轮胎生产工序多、设备复杂、能耗大,因此,寻求一种新的生产工艺替代传统工艺,简化生产过程,减少设备、降低能耗,这也是轮胎行业长期致力于解决的一大课题。聚氨醋(PU)弹性体具有弹性较高、耐磨性能优异以及耐油性能、耐臭氧性能和低温性能良好等特点。采用浇注型PU弹性体制造轮胎是革新轮胎成型工艺最根本的途径,可使复杂的固相加工改为简单的液相加工,省去了庞大的生产设备,大大简化了加工工艺,使材料混合、成型、硫化实现一体化。
    聚氨醋弹性体一种既具有塑料的高硬度又具有橡胶高弹性的高分子合成材料。基于优异的力学性能从20世纪60年代开始就进行了聚氨醋弹性体在轮胎中的应用研究。特别是浇注型聚氨酯弹性体是目前最耐磨的弹性体具有可着色、高耐切割性、吸振、减震、负重容量非常大以及优良的耐油及耐化学品等优点,而且对人体无毒害作用,又能完全生物降解,还不必添加炭黑和芳烃油,是制造轮胎胎面的理想材料。聚氨醋轮胎采用浇注工艺制造其结构和目前生产的轮胎有很大区别。全聚氨醋充气轮胎是由胎体、带束层和胎面3部分构成。
    部分聚氨隋充气轮胎有2种形式:1)胎体为浇注的聚氨醋而胎面则为制造普通轮胎用的橡胶;2)胎体为子午线胎体而胎面则是聚氨醋。聚氨醋充气轮胎与普通钢丝子午线轮胎相比具有下列优点:耗油量平均低,胎面磨耗低、质量小、滚动阻力低、均匀性更好,且不会出现胎面剥离现象。 PU轮胎有全PU轮PP型及橡胶外胎PU内胎RP型两种,适用各种摩托车、电动助行车、轮椅、儿童手推车等等。产品优点吸震力佳、耐摩擦、不怕铁钉、不会泄气、不用补胎安全、省钱。但目前聚氨AL:轮胎研究中仍然存在一些要解决的问题,即提高聚氨醋轮胎的牵弓!制动性能、提高耐水解性能、载重车辆轮胎的多次注射成型工艺等。在开发聚氨醋轮胎过程中耐高温性能是影响聚氨醋轮胎实用化的主要因素。
    高耐温性能不好曾是影响聚氨酯轮胎实用化的主要原因。在制动过程中,由于轮胎胎面与路面摩擦时热量累积快、升温高,致使轮胎性能迅速下降(100℃时的耐磨性和抗撕裂强度只相当于常温下的20%左右)。聚氨配中氮基甲酸酯基含量高可能是导致聚氨醋轮胎高温性能较差的主要原因,一种较好的解决方案是,采用三聚异氰酸醋为原料,这样制得的聚氨醋弹性体耐高温性能非常好,通常可耐170℃的高温,最高可达210℃,而且其他物理机械性能如撕裂强度、耐磨性能等都有所提高,因此这一问题已基本得到解决。随着聚氨醋材料性能及其轮胎制造工艺的改善,大规模生产聚氨醋轮胎在不久的将来会成为现实。
    车辆工业的高速发展成为聚氨醋填充轮胎结构改进的直接推动力,而轮胎的发展,也是车辆性能改进的必要条件之一。轮胎胎面的耐磨性直接影响着轮胎的使用寿命,而耐磨性又直接关系到轮胎的经济性。显然,耐磨性、滚动阻力和抗滑性(或抓着性)是目前对轮胎制造者着重强调的性能。目前全球车用轮胎绝大部分采用橡胶轮胎。此种轮胎在城市行驶时,由于与地面摩擦产生大量有害物质颗粒散发于空气中,是造成城市空气环境质量差的重要污染源。PU轮胎具有极为优异的耐磨性,不含炭黑和石蜡烃类有害物质,用于城市交通、必将极大改善城市空气质量。PU轮胎比橡胶轮胎还具有加工能耗低、节能减排和使用寿命长等优势。橡胶轮胎的重要原料是天然橡胶(NR),我国轮胎工业每年需NR 490~600万t,占全球产量50%、而自给率只有13%~16%,大量需进口NR,目前NR价位已高达4万元/t以上。因此积极开发PU轮胎已势在必行。毫无疑问,环保型轮胎将成为21世纪轮胎研究开发的热点,将是未来汽车轮胎发展的主流,在汽车行业拥有广阔的应用前景。随着聚氨醋材料性能以及聚氨醋填充轮胎生产工艺的改进,大规模生产聚氨醋填充轮胎在不久的将来将成为现实。用聚氨醋填充轮胎代替橡胶轮胎是将来世界轮胎工业的发展方向。

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