Home 世界杯开幕战 轮胎性能升级:湿抓力与滚阻的双重优化方案

轮胎性能升级:湿抓力与滚阻的双重优化方案

当你开着车在路上行驶的时候,轮胎作为唯一和地面接触的部件,不但承担车辆安全重任,还对车辆操控性、稳定性、舒适性、静谧性、经济性等方面有着举足轻重的作用。

近年来,全球新能源汽车市场发展迅猛,中国市场发展更是日新月异,已成为全球新能源汽车的主要消费国,也为中国汽车工业的发展注入了全新动能。而轮胎作为汽车的重要零部件之一,不仅与汽车产销量决定的前装配套市场相关,也与汽车保有量决定的替换零售市场有着更加的密切关系。具备高技术、大市场、好渠道的新能源轮胎生产企业有望从汽车电动化浪潮中受益。

在轮胎行业内,耐磨性、抗湿滑能力、滚动阻力被称为“魔鬼三角”,长期以来轮胎行业研究人员无法同时改善这三项指标,三种性能对配方、花纹、结构的要求往往是相反的,因此就会出现要求改善其中一种性能会就至少会影响其他性能中的一种,所以实际设计过程中往往是根据实际要求优化其中一项,保证其他两项的基本要求。为什么会出现这样的情况呢?这就要从这三项性能的影响因素说起了。

耐磨性:

与轮胎花纹、结构和轮胎胎面配方关系都很大。高耐磨性要求花纹块形状刚性强,增强轮胎结构,增加填料提升胎面硬度。

抗湿滑能力:

影响因素最大的是胎面配方和轮胎花纹,胎面配方方面是跟橡胶玻璃化温度Tgδ0℃有关,Tgδ0℃越高抗湿滑能力越好,实际意思是胎面胶料软对抗湿滑能力越好。

滚动阻力:

本质是汽车行驶时,轮胎或地面的变形过程造成的能量损失,车辆燃油大约有30%-40%用于克服轮胎滚动阻力,确切来说这是个负面的不产生价值的指标,越低越好。滚动阻力跟花纹形态、花纹深度、胎面配方、气压、本身的结构和重量都有很大关系;

综合上述情况可以看出,三种性能对配方、花纹、结构的要求往往是相反的,因此就会出现要求改善其中一种性能会就至少会影响其他性能中的一种,所以实际设计过程中往往是根据实际要求优化其中一项,保证其他两项的基本要求。其中在研究与应用中发现白炭黑具有改善胎面胶滚动阻力与抗湿滑性的作用,胎面耐磨性也较好。这主要还是因为白炭黑结构度高、粒径小、表面活性高,一方面,在动态热机械分析(DMA)高频区,包容胶与结合胶数量多于炭黑补强胶料,表现为优异的抗湿滑性;另一方面,在动态热机械分析(DMA) 低频区,白炭黑对橡胶分子链段的束缚作用低,硫化胶弹性好,滚动阻力低。但是我们也知道白炭黑作为填料,劣势主要表现在橡胶相容性差,结合力弱。这些年随着环保要求的呼声越来越高,以及欧盟轮胎标签法的执行,各大轮胎制造商和研究机构都在努力降低滚动阻力,提升抗湿滑能力,但是到目前为AA-1级轮胎市场占有率依然不足1%,这主要就是因为缺乏新的技术来打破轮胎行业的魔鬼三角,那么究竟有没有这样一种技术,能够打破这个魔鬼三角呢?

善贞集团旗下-上海玄珞新材料有限公司,研发生产的生物基材料—GreenThinking®EG22填料增强剂,在改善抗湿滑以及滚阻方面起到了很好的作用:EG22动态性能优化效果显著:湿抓提高11% 、滚阻降低14% ,另外对胶料的耐磨性基本无影响。且生物基材料对低碳经济的发展也有着长期的战略意义。以下为测试数据参考:

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