炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)據(jù)中國化工報消息，日前，由中國石油牽頭承擔(dān)的“高性能合成橡膠產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)”通過了項目綜合績效評價。該項目在胎面膠、氣密層、胎側(cè)膠、硫化膠囊制造工藝及配方等方面取得重大技術(shù)突破，實現(xiàn)了4個膠種的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及在輪胎中集成應(yīng)用示范，打破了我國高性能輪胎制造對國外高端基礎(chǔ)橡膠原材料和先進(jìn)加工技術(shù)的依賴。這將有力推動我國合成橡膠與輪胎行業(yè)實現(xiàn)由大到強(qiáng)的轉(zhuǎn)型升級，重構(gòu)中國輪胎產(chǎn)業(yè)鏈的高質(zhì)量發(fā)展底座。

抱團(tuán)創(chuàng)新聯(lián)合攻關(guān)

我國是世界合成橡膠和輪胎的第一產(chǎn)銷大國。2017年我國合成橡膠產(chǎn)量達(dá)355萬噸，占全球產(chǎn)量的23.6%，但高端產(chǎn)品需要進(jìn)口，年進(jìn)口量達(dá)136.5萬噸。

造成這一局面的主要因素是高端輪胎用膠制造工藝復(fù)雜，技術(shù)開發(fā)難度大。這影響了整個國產(chǎn)高端輪胎產(chǎn)業(yè)與合成橡膠產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和高質(zhì)量發(fā)展。

2017年10月30日，“高性能合成橡膠產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)”項目啟動會暨實施方案咨詢審議會在北京召開，吹響了國內(nèi)合成橡膠及輪胎產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)型跨越的“沖鋒號”。

作為牽頭單位，中國石油將這項艱巨的任務(wù)交給了石油化工研究院蘭州化工研究中心主任龔光碧。從項目申報階段開始，龔光碧就圍繞項目要求，把著眼點放在事關(guān)產(chǎn)業(yè)核心競爭力、整體自主創(chuàng)新能力和國家產(chǎn)業(yè)安全的重大科學(xué)技術(shù)問題上。中國石油聯(lián)合清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、大連理工大學(xué)、中國科學(xué)院長春應(yīng)化所、怡維怡橡膠研究院、賽輪(東營)輪胎股份有限公司、浙江信匯新材料股份有限公司7家國內(nèi)橡膠領(lǐng)域一流的高校、研究院所、企業(yè)，依托高分子物理與化學(xué)國家重點實驗室、國家橡膠與輪胎工程技術(shù)研究中心等5個國家級平臺，建立起一個覆蓋整個產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新團(tuán)隊。

“科研團(tuán)隊要克服門戶之見，集眾家所長、全國之力，通過自主創(chuàng)新，在國內(nèi)構(gòu)建起一個能夠持續(xù)性支撐和引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)平臺，并通過技術(shù)進(jìn)步提升中國制造的產(chǎn)品競爭力，為合成橡膠和輪胎行業(yè)打造出一個健康的產(chǎn)業(yè)‘生態(tài)圈’。”龔光碧如是說。要在規(guī)定的時間里完成開發(fā)和應(yīng)用，就必須打破常規(guī)，加快科研開發(fā)、技術(shù)更新和成果速度，縮短從科研到技術(shù)再到市場的推進(jìn)周期。

針對時間緊、任務(wù)重、參加單位多、組織協(xié)調(diào)難度大的情況，項目團(tuán)隊按照基礎(chǔ)前沿、重大共性關(guān)鍵技術(shù)到應(yīng)用示范進(jìn)行全鏈條設(shè)計，堅持一體化組織實施的原則，采取產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同攻關(guān)整體推進(jìn)的方式，制訂出一整套實施與解決方案。

四大方向齊驅(qū)并進(jìn)

“高性能合成橡膠產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)”項目共有4個課題。項目實施以后，各合作單位和人員，針對項目起點高、理論創(chuàng)新難度大等困難，全力支持項目的進(jìn)行，塑造了一個又一個“奮斗者”的美麗風(fēng)景。

就“星型支化丁基/溴化丁基橡膠技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備”課題來說，在技術(shù)帶頭人魏緒玲、燕鵬華與北京石油化工學(xué)院伍一波老師的帶領(lǐng)下，課題組通過理論創(chuàng)新，采用陰離子聚合方法，開發(fā)了支化位點結(jié)構(gòu)與數(shù)量可控、軟段—硬段相結(jié)合、兼具接枝和淤漿穩(wěn)定功能的支化劑，攻克了“原位接枝”法制備星型支化丁基橡膠的技術(shù)難題，與浙江信匯新材料股份有限公司任紀(jì)文專家團(tuán)隊共同設(shè)計建設(shè)了國內(nèi)首套丁基橡膠工業(yè)側(cè)線裝置，為星型支化丁基橡膠新技術(shù)、新產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化落地提供了平臺支撐。

針對丁基橡膠溴化過程涉及的高黏度、大混合比、強(qiáng)腐蝕性等極端工況，清華大學(xué)駱廣生教授團(tuán)隊系統(tǒng)研究了微通道內(nèi)“高黏度—大流量比”混合體系的基本規(guī)律，設(shè)計并優(yōu)化了十字型和微篩孔混合結(jié)構(gòu)，提出了微混合單元一維幾何放大和二維數(shù)量集成的設(shè)計方法，以及聚四氟乙烯微結(jié)構(gòu)和涂層組合的防腐方法，創(chuàng)制了體積小、安全可靠、維護(hù)成本低的丁基橡膠溴化、中和工業(yè)微反應(yīng)器。同時，他們完成了丁基橡膠溴化微反應(yīng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化示范，創(chuàng)制了國際上首套萬噸級溴化丁基橡膠微化工生產(chǎn)系統(tǒng)，溴素利用率達(dá)93%，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國際高端產(chǎn)品水平，開創(chuàng)了微化工技術(shù)在合成橡膠領(lǐng)域大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的先河。

近年來，汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型對輪胎基礎(chǔ)材料提升提出了新要求，特別是燃油車向新能源車轉(zhuǎn)型，需要官能化溶聚丁苯橡膠，而國內(nèi)所用全部依賴進(jìn)口。為了盡快實現(xiàn)該產(chǎn)品的自主可控，“官能化溶聚丁苯橡膠”課題組多方案并舉，從基礎(chǔ)研究做起，建立了官能化溶聚丁苯橡膠合成方法平臺。他們開發(fā)出官能化引發(fā)劑制備核心技術(shù)，解決了傳統(tǒng)官能化引發(fā)劑在烴溶劑中溶解性差、引發(fā)效率低、穩(wěn)定性差等問題，在獨山子石化溶聚丁苯橡膠生產(chǎn)裝置完成官能化溶聚丁苯橡膠工業(yè)試驗，生產(chǎn)出107噸工業(yè)產(chǎn)品，產(chǎn)品性能達(dá)到國外同類產(chǎn)品技術(shù)水平，填補(bǔ)國內(nèi)空白。

“窄分布支化稀土順丁橡膠”是項目需要開發(fā)的另外一個高端產(chǎn)品。2018年5月，課題組在獨山子石化開展中試研究。經(jīng)過長春應(yīng)化所、獨山子石化、石化院團(tuán)隊艱苦攻關(guān)，課題組開發(fā)了羧酸釹類單一活性中心稀土催化劑，使催化劑活性提高20%以上，聚合轉(zhuǎn)化率提高到99%以上，實現(xiàn)了窄分布支化稀土順丁橡膠3.2萬噸/年生產(chǎn)示范，形成了穩(wěn)定的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品性能超過國外同類產(chǎn)品水平。

“雙B級輪胎及長壽命膠囊的產(chǎn)業(yè)化示范”課題組長李波與怡維怡橡膠研究院、賽輪集團(tuán)研究人員，通過研究官能化溶聚丁苯橡膠、稀土順丁橡膠及白炭黑對滾動阻力性能和抗?jié)窕阅艿挠绊懸?guī)律，提出了高性能輪胎胎面膠配方設(shè)計基本原則。他們結(jié)合課題團(tuán)隊開發(fā)的濕法混煉、低溫一次法混煉、電子輻照預(yù)硫化等一整套輪胎制造工藝，實現(xiàn)了輪胎抗?jié)窕阅堋L動阻力的調(diào)控。

他們還開發(fā)了3個膠種在高性能輪胎中的集成應(yīng)用技術(shù)，制備的輪胎滾動阻力/抗?jié)窕阅苓_(dá)到歐盟輪胎標(biāo)簽法A/B級，比國內(nèi)現(xiàn)有輪胎提升2~3個等級。丁基橡膠制備的硫化膠囊使用次數(shù)超過600次，比國內(nèi)現(xiàn)有平均450次提高38%以上。

實現(xiàn)若干重大突破

“高性能合成橡膠產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)”項目的完成，不但推進(jìn)了國內(nèi)高性能合成橡膠材料的發(fā)展以及我國輪胎行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)升級，提高了國產(chǎn)輪胎在國際市場的競爭力，而且抓住了合成橡膠行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的“牛鼻子”，促進(jìn)了我國向橡膠工業(yè)強(qiáng)國的跨越，推動了國家“雙碳”目標(biāo)的落地。

該項目的完成，使我國在胎面膠、氣密層、胎側(cè)膠、硫化膠囊制造工藝及配方等方面形成新的重大技術(shù)突破，生產(chǎn)出國家急需的核心材料，實現(xiàn)了4個膠種的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及在輪胎中集成應(yīng)用示范。截至目前，該項目實現(xiàn)理論創(chuàng)新與突破4項，關(guān)鍵技術(shù)突破3項，完成6個創(chuàng)新產(chǎn)品，取得關(guān)鍵裝備創(chuàng)新3項，申請國家發(fā)明專利32件，發(fā)表論文26篇，制修訂標(biāo)準(zhǔn)6項。

該項目自主開發(fā)的高性能合成橡膠基礎(chǔ)材料的集成應(yīng)用示范，打破了我國高端輪胎制造對國外高端基礎(chǔ)橡膠原材料和先進(jìn)加工技術(shù)的依賴，使我國輪胎用高性能合成橡膠基礎(chǔ)材料平均占比提高約15%。輪胎滾動阻力達(dá)到A級，輪胎抗?jié)窕阅苓_(dá)到B級，每年減少二氧化碳排放約3770萬噸。

(原標(biāo)題：4種關(guān)鍵橡膠材料打破依賴——高性能合成橡膠產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)紀(jì)實)