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至汽车轮胎材料的明天:生物基

2021-09-16

汽车轮胎材料的明天:生物基

【中塑在线讯】

橡胶有两种主要类型,它们是来自橡胶树提取的天然橡胶和从原油生产的合成橡胶。在全球汽车保有量增大之时,对橡胶的需求每一年都在不断上升,但是天然橡胶很难提高生产量,石油资源紧缺。如何找寻1些“替换者”,统筹本钱、产量、性能、环保?固然,具有生物基橡胶材料,1切已有可能。

生物基橡胶脱颖而出

从糖类制取橡胶原材料

供应紧张和高的价格使从糖类制取橡胶原材料脱颖而出。

1些工业生物技术公司,如杰能科(Genencor)公司、Gevo公司、阿米瑞斯(Amyris)公司和Genomatica公司都在开辟第3途径,以糖类为原料来制取生物基橡胶组分。

微生物发酵制取可再生橡胶中间体:异戊2烯,异丁烯和丁2烯

通过微生物发酵可制取3种可再生橡胶中间体:异戊2烯、异丁烯和丁2烯。5碳异戊2烯可用于制造像橡胶树来源那样的乳胶。异丁烯和丁2烯是4碳中间体,可用于制造丁基橡胶和丁苯橡胶。

两家领先的轮胎制造商固特异公司和米其林公司与合成橡胶制造商朗盛公司1起,已与工业生物技术公司组建合作火伴关系,推动从糖类商业化生产这些橡胶中间体。

日本味之素(Ajinomoto)公司与普利司通公司已共同开发使用生物基异戊2烯来生产合成橡胶,生物基异戊2烯是从生物资原材料采取发酵技术生产的新的原材料。

从生物基乙烯但是由于液压系统故障而引发的误差生产乙丙橡胶

朗盛公司2011年9月底表示,正在增强其从生物基原材料生产优良合成橡胶的许诺。朗盛公司目标是到2011年年底商业化从生物基乙烯生产乙丙橡胶(EPDM)。这将是世界上基于生物的乙丙橡胶第1种情势。EPDM乙丙橡胶传统方式是用石油基原材料乙烯和丙烯来生产的。作为替换,朗盛计划纯洁使用来自可再生资源甘蔗衍生的乙烯。这类生物基乙烯情势由来自巴西甘蔗的乙醇经脱水而生产。

另外,朗盛公司已在寻求采取替换资源生产优良合成橡胶产品丁基橡胶,丁基橡胶主要用于轮胎行业。

部份生物基弹性体

总部在美国肯塔基州路易斯维尔的Zeon化学品公司2013年2月12日宣布,它已开始在密西西比州哈蒂斯堡的设施生产Hydrin品牌弹性体,该设施使用棕榈油和其他植物油衍生的环氧氯丙烷单体为原料。该聚合物具有高达20⑵5%的生物基含量。因有温度、渗透性和耐燃料性独特的平衡,Hydrin品牌弹性体可在很宽的范围内利用,如汽车软管、空气导管、隔膜、激光打印机的辊和减振装备。

拓宽天然资源橡胶

拓宽天然资源橡胶的生产路径已成为现今解决橡胶来源的重要举措,同样成为橡胶可延续发展的必由之路。

银胶菊天然橡胶

普利司通公司在美国展开的1项广泛研究项目,致力于开发银胶菊作为高品质天然橡胶商业上可行的可再生来源和作为橡胶树的替换。

意大利Versalis公司与美国从事农业生物材料的Yulex公司于2013年1月28日宣布,他们正在构成火伴关系,以制造基于可再生经济作物银胶菊的生物橡胶材料。

Versalis公司与倍耐力轮胎公司于2013年3月19日签订了1份体谅备忘录(MOU),将展开联合研究在轮胎生产中使用银胶菊基天然橡胶。Versalis将以独家情势提供“创新范围银胶菊基天然橡胶材料”,而倍耐力将进行测试,以验证用于轮胎生产的材料的性能。

蒲公英天然橡胶

全球很多轮胎公司乃至汽车公司也纷纭加入从蒲公英中寻觅原料的行列,而且以蒲公英橡胶为原料的制品也已面世。

蒲公英橡胶是用草本植物蒲公英的胶乳制得的1种天然橡胶。国内外的研究已证实,产自蒲公英的天然橡胶,其物化特性类似于3叶橡胶树橡胶。蒲公英还是1种集天然橡胶和能源于1身的植物质源,既可以提取天然橡胶,剩余的废渣还可以发酵得到生物乙醇。相比于3叶橡胶树需要5~7年才能割胶,蒲公英从播种到收获仅需1年的时间,所以蒲公英橡胶被工业界认为是减缓天然橡胶供应不足的1种技术方用作贮油箱的铸件应仔细清算洁净案。

普利司通公司与美国俄亥俄州立大学合作,用自主开发的提胶技术,成功地从哈萨克斯坦等地原产的蒲公英根部提取出制作轮胎用的天然橡胶,并查明了这类蒲公英橡胶的物理性能。

美国福特汽车公司也与该大学合作,有望让蒲公英橡胶在福特汽车的塑料件中得到用武之地,比如作为杯架、地垫和内饰的抗冲改性剂。利用蒲公英根作为橡胶替换品是福特投资研发可延续车用材料的范例之1,其他此类产品包括大豆泡沫坐垫,麦秆填充塑料内饰,以牛仔布中的再生棉制成的吸声材料,在车底系统中使用再生树脂,和利用再生纱线制成的座椅套。蒲公英分为很多品种,其实不是所有的蒲公英都合适作为可延续的橡胶来源。其中合适汽车利用的是俄罗斯蒲公英Taraxacum kok-saghyz(TKS)。

2012年5月9日,山东玲珑轮胎股分有限公司与北京化工大学签署了合作开发蒲公英橡胶协议,这标志着中国开始进入蒲公英橡胶研究领域。

杜仲胶天然天然橡胶

杜仲胶具有极好的耐腐蚀、抗冲击性等,综合性能优良。青岛第派新材有限公司的合成杜仲胶利用实验表明,在轿车和轻载半钢子午胎胎面胶中使用20~25份合成杜仲胶,可节省燃油2.5%左右,如果混合利用20份高乙烯基聚丁2烯橡胶,不但实验结果的精确度就难保证油耗下降,抗湿滑性能明显改良。

目前中国有3家天然杜仲胶生产企业,分别是灵宝巿天地科技生态有限责任公司、略阳嘉木杜仲产业有限公司和陕西安康禾烨公司。另外,几家企业的杜仲胶装置正处于建设阶段,如湘西老爹生物有限公司、湖北老龙洞杜仲开发公司、河南恒瑞源实业有限公司、甘肃润霖杜仲开发公司等。

中国社会科学院2013年9月18日发布《杜仲产业绿皮书:中国杜仲橡胶资源与产业发展报告(2013)》指出,中国橡胶消费量连续11年居世界第1,天然橡胶材料长时间以来依赖进口的局面影响中国橡胶产业健康稳定发展,开发杜仲橡胶是减缓中国橡胶原料依赖进口的有效途径。

大豆油造轮胎

北美最大轮胎制造商固特异轮胎橡胶有限公司2012年8月上旬完成了1项重大尝试,用大豆油替换石油来制造轮胎。目前该轮胎已进入试生产阶段,将最早于2015年上巿。

研究人员发现,采取豆油可以将轮胎寿命延长10%,同时每一年可节俭700万加仑的石油提炼用油。大豆油制成的橡胶化合物实际上更容易与其他制造轮胎的化合物(如2氧化硅)融会。豆油制造原型轮胎已在固特异位于俄克拉荷马州的劳顿工厂生产,将会接受现实测试。

开产生物基汽车轮胎及材料

米其林北美公司在该公司新的豪华级旅游轮胎Primacy MXM4中组合加入厨房级葵花籽油。这类来自美国的油占轮胎材料量5%不到。米其林公司表示,使用这类烹饪级油可通过有助于胎面胶的散热而改进牵引性能。该公司之前已使用葵花籽油在其冬季轮胎中用来改进性能和磨损,但这是4季轮胎中使用这类成份的第1次。

福特汽车公司表示,使用可再生的大豆油来改进汽车橡胶零部件,通过使用可再生的大豆油作为25%石油的替换,福特研究人员由此使橡胶的舒展性延伸了1倍以上,并且减少了它的环境影响。福特汽车公司研究人员发现大豆填充剂可望为炭黑提供低廉而环境友好的部件替换,炭黑是传统的石油基材料,用于使橡胶增强。大豆油和大豆填充剂1起使用时可望替换汽车橡现现在塑料薄膜和薄片、橡胶、纸张、保送带、轮胎等资料滑动时的静磨擦系数和动磨擦系数等都需求丈量胶利用中国石油基含量高达26%。

福特公司在2014 F⑴50汽车中使用了稻米副产物稻壳纤维增强塑料。该公司在第1年内将需要最少4.5万磅稻壳。2014 F系列汽车充分体现了该公司在生产的汽车中使用可回收材料的努力。稻壳均来自美国阿肯色州农场,将取代位于密歇根州惠特莫尔湖的汽车供应商RheTech公司制取的聚丙烯复合材料中基于滑石的增强物。稻壳纤维增强塑料是福特研究人员和工程师最近在F-系列汽车中尽量使用可延续材料的实例。F系列卡车已使用以下可再生和回收材料:

* 再生棉:用于地毯的保温和吸音材料,每辆2014 F⑴50汽车包括有足够的回收棉,使用它可相当于10条牛崽裤。

* 大豆:用于制取座垫、座椅靠背和头枕。

* 再生的地毯:1些F⑴50卡车已采取由100﹪消费后再生地毯生产的尼龙树脂EcoLon用于制取气缸盖。

* 回收的轮胎:由回收轮胎和消费后回收的聚丙烯制成的热塑性材料用来制作F⑴50卡车用保护档板和某些车底覆盖板。

* 回收的塑料瓶和矿泉水瓶:由回收的塑料瓶和矿泉水瓶衍生的轻量化纤维用于制取F⑴50汽车轮衬和档板。