隨著我國輪胎行業的不斷髮展,以及中國輪胎企業在研發方面投入不斷增加,國產輪胎品牌正逐步縮小與外資輪胎品牌的差距。但是,因為充氣輪胎技術最早起源於國外,外資品牌在技術上一直處於領先地位,這就決定了國產輪胎品牌在一定時間段內將處於追趕的狀態。
所以,國產輪胎品牌要想在技術上尋求突破,最終實現彎道超車,手裡就必須要有自己的“東西”。隨著具有透光性好、導熱係數高、電阻率低、機械強度高的納米級新材料石墨烯的出現,就以最薄、最輕、最強、最堅韌的特性被譽為新材料之王。而中國眾多輪胎企業為了能進一步提高輪胎性能,更加希望將石墨烯應用於輪胎製造行業中。
2016年,我國四川大學高分子材料工程國家重點實驗室成功研發出世界首條石墨烯導靜電橡膠輪胎。
2017年6月15日煙臺舉辦的綠色輪胎週上,森麒麟和玲瓏輪胎推出自己企業研發的石墨烯輪胎。而玲瓏的石墨烯強納米複合材料胎面半鋼子午線輪胎,經歐盟對標設備檢測,滾動阻力系數(6.8)接近歐盟A級水平(<6.5)。
石墨烯輪胎的優勢
據瞭解,如果將石墨烯應用於輪胎的胎面膠、基部膠、胎側膠、胎肩墊膠、三角膠、帶束層膠、胎體簾布膠、過渡層膠和氣密層膠裡,可以有效提升輪胎質量、易爆胎等問題。有試驗發現:石墨烯可以優化碳纖維的特性。這項技術使輪胎提高10%以上的散熱性、減少15%以上的材料重量、提升26%以上的材料體強度、提升18%以上的抗衝擊能力、20%以上的輻條孔強度、24%以上的韌性以及50%以上的側向剛性。
通俗點來說,加入石墨烯配方後,外胎的抗磨損能力更強,也意味著對內胎的保護性也越強,可減少爆胎機率。而在過彎、剎車、發力時,輪胎橡膠會變得較軟,以增強抓地力。使用石墨烯導靜電輪胎能有效避免汽車靜電對司乘人員造成的傷害,杜絕汽車火災和爆燃,特別對易燃易爆品運輸車、電子設備專用車、軍﹙警﹚用等特種車輛,杜絕靜電危害具有不可替代的優勢。
石墨烯輪胎能否替代傳統輪胎
這裡肯定有人要問了:既然石墨烯輪胎有這麼多的優勢,將來會替代現有的傳統型輪胎麼?我們先來看國家工信部的態度:
2018年6月15日,國家工信部公佈《建材工業鼓勵推廣應用的技術和產品目錄(2018-2019年版)》第48項中明確提到石墨烯改性導靜電輪胎在今後應用情況及推廣。
2018年9月28日,國家工信部又公示了《重點新材料首批次應用示範指導目錄(2018年版)》,明確指出入選目錄的材料(產品)其首批次應用將得到國家的支持,並通過保險補償機制保障企業的權益。第161項再次將石墨烯導靜電輪胎列出。
通過國家工信部的態度我們不難看出,隨著石墨烯輪胎技術的不斷成熟,在以後的應用範圍將會更加廣泛。
但我們也要清楚的知道,之所以石墨烯輪胎現在還沒有被廣泛應用,還在使用傳統的輪胎技術,說明新事物取代固有事物都不是一朝一夕能實現的,而且,石墨烯在輪胎製造業中也存在著諸多問題。
環保壓力
發展綠色、高效、低成本的石墨烯規模化製備技術仍然是目前石墨烯產業發展的難題之一。
石墨烯產業的環境風險與安全問題,也需要重點考慮。目前普遍採用的化學法制備石墨烯的工藝技術會產生大量的廢液及化學品,存在一定的環境風險。而石墨烯本身對環境與人體的危害則目前還沒有引起業界的關注,也需要予以重視。
價格問題
物以稀為貴,石墨烯產量低,自然會影響其本身的價格。石墨烯在輪胎產業的應用中,要添加多少?少了會不會達不到輪胎的預期性能?多了一定會導致輪胎單價的提高。疑問隨之產生,石墨烯輪胎生產後,輪胎單價是多少?是否會提高?提高多少?消費者是否能夠接受石墨烯輪胎的價格?
產量問題
石墨烯產業必須掌握量產技術以後才能持續發展。當前必須有幾十噸的產能,輪胎企業才敢開發應用產品。但這並不是產能過剩的表現,而是產業發展過程中的必經之路。所以,如何提高石墨烯的產量也是在是在輪胎行業中應用的首要待解問題。
技術問題
石墨烯價格高並不是阻礙石墨烯應用研發的原因,而是應用技術尚未研發出來,輪胎企業能否有雄厚的資金和專業人才的儲備,和長久時間,都是輪胎企業要面的挑戰。
雖然在當前石墨烯的發展還受各種因素的制約,仍處於產業化初期,還不能完全實現規模化應用。但據專業人士分析,隨著我國石墨烯的研究和產業化推廣持續升溫,預計未來三五年內,這種新材料必將能應用於更多的下游產品和領域中,包括大家關心的輪胎行業。
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