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浅析车用聚氨酯轮胎发展前景(2)
来源:摩托车技术  作者:佚名  2017-12-02 09:38:08

    聚氨酯材料的基本化学构成决定了聚氨酯轮胎不会在地面留下印迹,即使是色彩鲜艳的轮胎,也不会在地面留下任何着色剂的痕迹。聚氨酯轮胎容易将地面上的脏物粘带起来,然后又掉落回地面,掉落在地面的脏物看上去似乎是从轮胎上脱落下来的,有时被误认为是聚氨酯轮胎在地面留下了印迹。橡胶轮胎则不同,如果使用普通的橡胶配方,确实会在地面留下印迹,橡胶中的炭黑是形成印迹的元凶。市场上也有不污染地面的橡胶产品,通常不会在地面留下印迹,这些轮胎一般是灰色的,其中没有添加炭黑。
    有些物品在贮存期间需要凉爽和潮湿的环境,这时库房的工作区域地面往往有潮湿现象,由于聚氨酯轮胎与湿滑地面附着性不佳,因此在这样的环境下使用聚氨酯轮胎会给电动自动装载车的操作带来一些麻烦,这时人们便会想到使用牵引性能更好的橡胶轮胎。目前,有一些聚氨酯轮胎产品,通过在胎面加刻刀槽花纹,达到了不会牺牲承载能力的同时提高牵引性的目的。在这种环境下具有与橡胶轮胎基本相当的牵引性,在湿滑地面使用橡胶轮胎,确实能够提高牵引性,但是会损失装载车的承载能力和搬运效率。
    聚氨酯轮胎与橡胶轮胎相比,在耐化学性方面具有显著区别。橡胶轮胎长时间接触到有机溶剂,容易发生溶胀现象,可能会出现抗撕裂强度和抗崩花掉块的能力逐渐减弱的现象。而聚氨酯轮胎却不同,即使其长期接触这些溶剂,各项性能也会保持不变,特别是像甲乙酮、二氯甲烷或酸类等强腐蚀性的溶剂,也不会腐蚀聚氨酯轮胎。
    橡胶原材料相对聚氨酯弹性体便宜,因此仅依据材料配方,橡胶轮胎比聚氨酯轮胎便宜25%~50%。聚氨酯轮胎价格虽然比橡胶轮胎高,但是它的使用寿命比橡胶轮胎高2倍以上,性价比优势明显,综合的经济效益和社会效益显著。据报道,聚氨酯轮胎与普通全钢子午线轮胎相比具有耗油量平均降低10%,胎面磨耗量降低51%,轮胎质量减轻约30%,滚动阻力降低35%以上的优点;聚氨酯轮胎操纵性能和路面行驶性能与子午线轮胎相近,只是制动性能较子午线轮胎低6%,侧偏性能比子午线轮胎低7%。

4未来聚氨酯轮胎将取代传统橡胶轮胎
    最早的聚氨酯轮胎是实心轮胎,在苛刻条件下运输货物,表现出耐磨性能优异和承载能力大的优势,至今仍在广泛应用。20世纪七八十年代开始,国内外一些轮胎公司或研发机构纷纷研究制造充气聚氨酯轮胎。奥地利Schmidt兄弟的LIM公司研制了客车、载重汽车、拖拉机和越野车用的LIM全聚氨酯轮胎;美国固特异轮胎橡胶公司首先将工作重点放在了聚氨酯实心轮胎研制,也尝试用聚氨酯弹性体制造充气轮胎,固特异不仅仅局限于全聚氨酯轮胎,而且也对橡胶/聚氨酯复合结构轮胎开展了一定的研究工作;美国尤尼罗伊尔一固特里奇轮胎公司也开发了一种聚氨酯轮胎,它是把聚氨酯覆盖在金属轴上,以185 km/h速度行驶寿命可长达10万km以上,这种轮胎适用于各种摩托车、轿车和轻型载重汽车;法国米其林轮胎集团开发了由聚氨酯和其他塑料材料制成的名为米其林概念轮胎,这种轮胎使用聚氨酯弹性体做成辐条,辐条交叉连结成网,再安装到轮毅上,外面包1层胶,从而代替普通轮胎的胎体、胎侧和胎圈成为承载负荷的元件,米其林轮胎不必充气,但在承载负荷时仍能提供像充气轮胎那样的操作性能、乘坐舒适性和性和安全性。美国的艾美莱轮胎公司开发出与橡胶轮胎相当的聚氨酯防爆轮胎,性能通过了美国联邦汽车安全标准FMVSS109。英国Ltd公司是聚氨酯专业生产厂家,开发出载重轮胎的聚氨酯翻新轮胎方案,并声称该方案翻新轮胎的使用寿命是传统橡胶翻新轮胎的2倍。
    胶轮胎虽然具有很好的性能,但也有其固有的弱点,那就是胎面容易分层,并且其生产工艺复杂、耗费时间。因此,轮胎制造公司早在20世纪50年代起就一直致力于开发出一种能够替代橡胶的新材料。曾经有一些轮胎公司尝试过使用聚氨酯材料来生产轮胎,但是结果表明,他们始终没有调制出与轮胎橡胶性能一样好的配方,最终他们不得不放弃了这个想法。有媒体报道,美国固特异轮胎橡胶公司和艾美莱Amerityre轮胎公司合作,共同研发聚氨酯轮胎。与普通橡胶相比,聚氨酯材料耐磨性好,用聚氨酯材料制造轮胎大多采用浇注工艺,比橡胶轮胎均匀性更好,而且不会出现胎面剥离现象。但由于聚氨酯材料熔点较低,所以很少用干制造高速轮胎。不过,最近艾美莱公司已研制出一种特殊的聚氨酯材料,克服了不耐热的缺点。这种材料由多元醇、二苯甲烷二异氰酸酯等成分组成。艾美莱公司已经为这种材料申请了专利。目前,固特异公司已得到艾美莱公司允许,利用上述材料试制新一代聚氨酯轮胎。经试验证明,新产品在安全性、均匀性和耐磨性能上均比普通橡胶轮胎好,而且不易产生胎面剥离和爆胎。业内人士认为,随着聚氨酯材料性能以及聚氨酯轮胎生产工艺的改进,大规模生产聚氨酯轮胎在不久将成为现实。
    Amerityre公司已经开发出性能可与橡胶轮胎相媲美的聚氨酯轮胎。这种聚氨酯轮胎完全符合美国联邦机动车安全标准109的要求,从而迈出了聚氨酯汽车轮胎商业化进程的第一步。Amerityre公司是一家专业生产用干自行车、高尔夫车、小推车的无内胎轮胎的公司,该公司经过25年的长期研究,终于试制出了用聚氨酯制作的车用轮胎。据介绍,这种使用聚氨NH制作的轮胎的性能可与橡胶轮胎相媲美。Amerityre公司利用其专有的配方,利用原型工艺直接注塑生产出了聚氨酯轮胎。这种方法不存在分层,不会导致胎面剥落,而且轮胎可以被制作得非常圆,从而有利于减少滚动阻力。

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