青岛日报社/观海新闻6月20日讯 在轮胎领域，有一个困扰行业多年的“魔鬼三角”定律：无法同时兼顾轮胎的滚动阻力、抗湿滑性能和耐磨性能。现在，这三项性能已经在液体黄金轮胎产品上得到了统一。液体黄金轮胎在降低滚动阻力的同时，提升抗湿滑性能和耐磨性能，不仅让行车更加安全、节能和舒适，还增加了轮胎使用寿命，被业界称为“世界橡胶轮胎工业第四个具有里程碑意义的技术创新”。
使用“液体黄金”生产的轮胎
液体黄金轮胎所采用的高性能橡胶新材料，经世界首创化学炼胶技术制得。以该技术为核心，由怡维怡橡胶研究院、益凯新材料有限公司、赛轮集团股份有限公司合作完成的“合成橡胶连续液相混炼关键技术开发及产业化应用”项目，获得了2022年度山东省技术发明奖一等奖。
攻克橡胶工业领域的百年技术难题
橡胶工业是国民经济重要的支柱产业。
在橡胶里添加什么材料、如何添加材料，才能让橡胶实现更好的性能？这件事，项目第一完成人，国橡中心首席科学家、怡维怡橡胶研究院院长王梦蛟研究了一辈子。
王梦蛟
“在橡胶领域，应用纯胶的情况占比不到1%，大部分都是加入炭黑、白炭黑等各种填料，制作成复合橡胶材料，才能实现更好的功能和更低的成本。”王梦蛟说，“例如，一条汽车轮胎如果不加入补强填料，可能开不到100公里就烂了，但加入填料后可以变得更加耐磨，能开到几十万公里。”
可以说，没有添加填料的橡胶材料应用场景很少。自从有橡胶制品以来，人类就一直在探索如何让填料和橡胶混合得更加均匀。过去一二百年间，全球使用的都是物理炼胶方法，通过开炼机、密炼机等橡胶加工设备，像“和面”一样把填料和橡胶在固体状态下混到一起。但这类设备往往“身形”巨大，让生产空间和生产成本都面临着挑战。
从上世纪80年代开始，王梦蛟的研究方向就集中在橡胶与填料以及填料与填料间相互作用的机理。他创立了新的橡胶补强理论体系，论证了聚合物及填料表面能的性质及其对橡胶分子运动状态的作用，并在国际权威期刊上发表了一系列文章，讨论这些作用对填充橡胶动态性能、湿摩擦和磨耗的影响，建立了填充橡胶动态性能理论体系。其中，凝结了其毕生科研成果和心血的最新专著《粒状填料对橡胶的补强-理论及实践》，为橡胶的基础理论和应用研究提供指导，是集橡胶理论创新与实践应用的扛鼎之作。
这些理论研究成为突破化学炼胶技术的重要支撑。在此基础上，王梦蛟率领团队，实现了化学炼胶技术的突破——简单来说，就是让所有种类的橡胶和填料，都实现了从固态模式下的混合“进化”到液态模式下的混合。
“液液混合”的方法不仅能让材料之间混合得更加均匀，同时可以增强填料和橡胶之间的相互作用，让复合橡胶材料获得更好的性能，从而攻克困扰世界橡胶工业的百年技术难题。
5年间4次“更新”产线，年产能突破7万吨
2016年3月，全球橡胶行业权威杂志《国际轮胎技术》对这一技术进行了封面报道，用“liquid gold（液体黄金）”来称赞应用该技术制备的突破性材料，并在封面报道中写道：“该技术可助力中国轮胎工业实现跨越式发展，达到国际领先水平。”
项目完成人之一、益凯新材料有限公司总经理王正介绍，这是全球范围内首次实现了适用于所有橡胶、所有填料的液相混炼技术。“此前，海外有对于液相混炼技术的尝试，但仅仅局限在炭黑和天然橡胶混合的领域，应用领域受限，无法实现大范围产业应用。”王正说。
但让一项技术从实验室走到工业生产，并不是一条“坦途”。为了实现产业化的目标，项目完成单位走过了十余年历程。
因为异常艰难，所以在项目完成人之一、怡维怡橡胶研究院副院长贾维杰脑海里，每一个推动产业化的关键节点都记忆犹新：“2012年，我们在实验室完成了成果的创新实验；2014年，在国橡中心的统筹下，项目各完成单位开始推动技术产业化；同年，为了承接技术产业化，益凯新材料有限公司应运而生；2018年，我们终于建成了第一条万吨级生产线。”
这五年间，项目完成单位对生产装置进行了四次“更新”，一次次产能放大的过程，就是一次次解决问题的过程。“从实验室到生产线，可不是简单的等比例放大那么简单，控制精度、难度都呈指数级增长，因此，我们选择的是深入生产现场去发现问题，然后倒逼技术创新。”王正说，“例如，液相混合过程需要使用易燃易爆的有机溶剂作为介质，因此设备安全设置的要求和实验室里完全不是一个量级，这都是需要重点解决的问题。”
目前，该项目年产7万吨液体黄金材料工业线已正式投产，赛轮集团在橡胶轮胎行业率先将该橡胶新材料成功应用到轮胎的研发和生产，与奇瑞、比亚迪、长安、北汽越野车、吉利、蔚来、依维柯、中国重汽、东风汽车等企业进行配套合作，这项给全球橡胶行业带来革命性更新的技术，终于让人们看到了它的产业价值。
产业应用的实践证明，该项目不仅解决了困扰业界多年的轮胎滚动阻力、抗湿滑性能、耐磨性能难以兼顾的“魔鬼三角”问题，也实现了从原材料、加工工艺、材料应用到产品使用等各环节的绿色化，目前已累计申请国内外发明专利45件。（青岛日报/观海新闻记者 耿婷婷）
责任编辑：岳文燕
