2017年11月7日,“杜仲膠在航空輪胎中應用關鍵技術”項目通過了中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會在北京組織的科技成果鑒定。鑒定委員會主任、中國工程院蹇錫高院士等專家認為,杜仲膠應用于航空輪胎屬國際首創(chuàng),杜仲膠是純天然生物基橡膠,符合綠色環(huán)保要求。該項目整體技術達到國際先進水平,通過鑒定。
杜仲膠是我國特有的天然高分子材料,為反式聚異戊二烯結構,常溫下為結晶結構,通過改性與交聯(lián),可使其打破結晶轉化為彈性體,硫化膠具有耐磨性好、低溫升、耐疲勞等性能?捎糜陂_發(fā)型狀記憶材料以及自修復材料,也可以用于輪胎的胎面,順應國際上以反式膠開發(fā)長壽、安全、節(jié)能“綠色輪胎”的趨勢。
圖1 杜仲樹 圖2 杜仲果
該技術由湘西老爹生物有限公司支持、三橡股份有限公司協(xié)助、沈陽化工大學方慶紅教授主持研制。研發(fā)團隊針對我國在杜仲膠和天然橡膠的供需關系,開展了長達5年的相關基礎研究,掌握了天然杜仲膠與天然橡膠共混膠的結晶調控規(guī)律,國內外發(fā)表論文20余篇,申請發(fā)明專利7項。
圖3 項目鑒定會現(xiàn)場
課題組不斷改進優(yōu)化共混工藝,針對杜仲共混膠中由于內含結晶,硬度大、成型加工等難題,開發(fā)出杜仲膠與天然橡膠的共混新技術,使體系內結晶相均勻分散到天然膠基體中(見圖4),使共混膠門尼粘度下降一倍(見圖5),達到了天然橡膠混煉膠的門尼粘度水平,為輪胎常規(guī)成型奠定了基礎。同時,共混硫化膠具有低生熱、耐曲撓、低磨耗等特點,推廣價值較大。
圖4 三種共混工藝硫化膠內結晶分布 圖5 三種共混工藝混煉膠門尼粘度比較
通過相應的基礎研究與工藝創(chuàng)新,項目解決了共混膠擠出、成型等關鍵技術,實現(xiàn)了共混膠在現(xiàn)有航空輪胎生產(chǎn)設備上的加工制造,該杜仲膠航空輪胎通過了最高速度級動態(tài)模擬試驗,測試結果表明,其各項性能達到標準要求。該輪胎的滑跑距離、起飛著陸載荷、起飛著陸速度,均達到同規(guī)格航空輪胎最高水平。
作為一項戰(zhàn)略物資,隨著我國橡膠工業(yè)的快速發(fā)展,天然橡膠需求量不斷上升。我國只能提供需求20%,80%的天然橡膠仍需依靠進口。而杜仲是我國特有的天然植物高分子,世界95%以上的杜仲資源在中國。用杜仲膠替代部分天然橡膠用于輪胎膠料的開發(fā),不僅可以為天然橡膠貧乏的我國提供新的、來源穩(wěn)定充足的后備膠種,而且改變我國天然橡膠長期大量依賴進口的局面意義重大。
作為一項航空領域的新成果,不僅創(chuàng)造了世界第一而且目前該技術已經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)化推廣的條件。
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