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当炭黑微粒提高轮胎性能

发布时间:2021-09-11 06:31:34 阅读: 来源:热收缩套厂家

炭黑微粒提高轮胎性能

强劲、高速、刺激:尽管迈克尔舒马赫驾驶着法拉利赛车牢牢占据着一级方程式赛车的霸主地位,全球的车迷们再一次被车手们的表现所震撼。上一个赛季普利斯通和米其林之间的“轮胎大战”再次有力的证明了准确配制“黑色黄金”的重要性。最终,使赛车在急转弯处仍能实现330公里每小时以上高速的功臣将会是赛车的轮胎。一辆一级方程式赛车能够在2.6秒(37米)内达到100公里每小时的时速并在140米内达到200公里的时速。这种提速依赖于后胎,而前胎在刹车时将展示其实力。例如德国Waldgerade的霍根海姆(Hockenheim)赛道:在这一赛道的终点处,车速由每小时340公里在1.7秒(120米)内降至每小时190公里。这又是一个令人难以置信的统计数据:在全力刹车时,所有轮胎经受着2.5吨的应力!众多一级方程式赛事的胜负取决于轮胎。同时,轮胎对于高速公路和乡村公路行驶的安全性、速度和节油性能至关重要。

众多一级方程式赛事的胜负取决于轮胎。同时,轮胎对于高速公路和乡村公路行驶的安全性、速度和节油性能至关重要

无疑,一级方程式比赛在很多方面来讲是一项极限赛事,而轮胎与各种路面之间完美的相互作用至关重要,这一点对于“普通”汽车的驾驶者同样如此。在传统的公路上,选择正确的轮胎对于附着力、安全性、速度和节油性能等重要因素将有着重要的作用。这也是市场中出现各类夏季轮胎和冬季轮胎的原因。轮胎的性能在很大程度上取决于炭黑。德固赛是欧洲最大的炭黑生产商。德固赛在全球生产的炭黑85%用于橡胶行业,其余15%用于颜料行业。

附着力至关重要

轮胎生产商们不得不进行一项错综复杂的“魔力三角中的舞蹈”。这是指湿地附着力(指潮湿路面的抓地力)、抗磨损能力和滚动阻力之间的微调。汽车轮胎的构成千差万别:橡胶的每一种成份都会专门针对某关闭控制器和电脑;种速度和安全性、季节和当时平均温度的需求而做出调整。这正是很多国家在十月份就开始安装冬季轮胎的原因。在干燥和潮湿的路面拥有足够的抓地力绝对非常必要。专门设计的外部几何形状可以避免在雪地路面上轮胎打滑的现象并防止打滑所导致的危险。当今汽车轮胎的设计可以保证司机以相对较高的速度安全地通过转弯。但同时轮胎也不应与沥青路面“粘”力过强,过高的附着力将增加滚动阻力,这将意味更高的油耗和轮胎更快的磨损。

轮胎行业每年都要对各种赛车用轮胎和公路交通用轮胎进行数千次测试。而这些测试过程在很大程度上依赖于化工行业的支持,因为该行业为轮胎行业提供了增强填充料等各类产品。德固赛公司高级填充料与颜料研究所所长Reinhard Stober博士评论说:“轮胎生产商在使用专门选择的橡胶混合剂进行专用轮胎设计方面成绩斐然。而我们则通过创新的填充料系统产品为轮胎生产商提供支持,协助轮胎生产商实现所需的物理化学变化”。

高度机密的橡胶混合剂

轮胎是一种高科技产品:现代轮胎由胎面、钢丝径线胶带和尼龙外轮胎帘布层组成。德固赛的产品-炭黑、硅石和有机硅烷-是胎面的重要成份。虽然轮胎的生产过程已经不再神秘,但轮胎行业在谈论到橡胶混合剂时,仍然讳莫如深,尤其对一级方程式的轮胎更是如此。因此,即使是化工企业对于一级方程式冠军们使用的轮胎的成分也知之甚少。但德固赛为创新的轮胎生产提供化工原料已经是业内不争的事实。“在纳米范畴内严格控制的粒子设计使我们的产品能够满足轮胎对滚动阻力、抗磨损能力和附着力不断增长的需求”,Stober解释说。纳米一词源于希腊语,“nanos”的意思是矮小,指的是十亿分之一米()这一小到无法想象的计量单位。虽然最初非常微小,但炭黑微粒迅速增长成为更大的聚合体。德固赛一直努力致力于“纳米结构”的开发工作,“纳米结构”通过对众多微小粒子的表面和对粒子几何形状的严格控制,极大地提高了炭黑和橡胶之间的粘合力。

由于“魔力三角”的复杂性,精密的专业工作需要化学和物理等多学科之间的协作。其中一项主要工作是最大程度地降低性能方面的相互抵消,从而打破魔力三角的限制。面临的挑战是如何在不增加滚动阻力和不影响速度的条件下最大限度地增加附着力。生产商目前已经了解哪些轮胎最适合于沥青路面的某种不平整度,以及哪些力能影响材料。总的来讲,一只轮胎在紧急制动的条件下和在正常的道路行驶条件下,会受到完全不同的化学和物理应力的影响。目前的开发目标是实现极短的刹车距离、在干燥路面或潮湿路面实现更大的附着力和更加平支持产业链上下游优势互补与协同合作稳的刹车。“超高性能的轮胎”或“智能系统”是这方面的关键词。即使在高速条件下,这些性能也能够保证滚动阻力和附着力方面的平衡性。而最终的结果将是无论轮胎在何种受力条件下,驾驶者都能实现最大的安全性,同时实现节约燃油。

炭黑优化橡胶混合剂的物理性质

炭黑在上述目标的实现过程中将发挥重要挂好传动齿轮的作用。除了同为黑颜色外,炭黑这种原材料与黑碳或普通的煤灰没有任何共同之处。炭黑是在特定条件下,和在超过摄氏1000度的温度下生产的一种工业产品。由于炭黑的纯度极高,法律允许将炭黑应用在与食品相关的产品中。德固赛的Hürth-Kalscheuren工厂目前生产大约80种炭黑,此外还有100多种特殊用途的炭黑制剂。炭黑通过人为控制的液体或气态烃类的不完全燃烧提取。通过对炭黑表面的控制和粒子的处理,橡胶混合剂的物理性能将得到极大的提高。炭黑聚合体在橡胶基质内部扩展并完成规定的任务。德固赛期待着通过对粒子表面和粒子几何图形的严格控制进一步提高炭黑和橡胶的粘合力。

如今,轮胎性能的提高在很大程度上还应归功于另一种配料-硅石。但是由于极性的差异,橡胶和硅石无法直接结合,因此使用了“双重功能有机硅化合物”(简称为“有机硅烷”)作为橡胶和硅石的结合物。“硅石/硅烷技术”最初由德固赛开发,而一家全球领先的轮胎生产商于10年前将该技术投入市场。今天,欧洲几乎每一辆汽车都安装了含有硅石的轮胎胎面。德固赛是唯一一家为“智能轮胎”生产所有三种原料的企业,以上三种原料是炭黑、硅石和有机硅烷。

虽然舒马赫兄弟在一级方程式赛场上互为对手,在赛季开始前仍然有一种产品将他们联合在一起。正如我们在上个赛季所看到的那样,世界锦标赛的最终结果在很大程度上取决于轮胎。不论世界锦标赛的结果如何,德固赛的产品都将在众多赛事中飞驰。但具体德固赛的产品应用在哪一个品牌的轮胎中目前还是一个严格保守的秘密!

炭黑通过人为控制的液体或气态烃类的不完全燃烧提取。通过对炭黑表面的控制和粒子的处理,橡胶混合剂的物理性能将得到极大的提高。炭黑聚合体在橡胶基质内部扩展并完成规定的任务。德固赛期待着通过对粒子表面和粒子几何图形的严格控制进一步提高炭黑和橡胶的粘合力

德固赛碳黑产品性能

炭黑最早由中国人从树脂、蔬菜油和沥青中提取产生,他们用炭黑生产水彩颜料和墨水。希腊人和古罗马人也使用树脂生产炭黑,他们使用从炭黑中提取的黑色涂料粉刷建筑物的外墙。今天,炭黑在全球的汽车行业中已经得到了广泛应用,从发动机舱(密封件、发动机架、水管和风扇皮带)、汽车内饰(如仪表板)到汽车外漆,炭黑无处不在。汽车轮胎和特殊橡胶部件生产商是德固赛高级填充料与颜料业务部门最重要的客户。其他客户还包括油墨、涂料和塑料行业以及生命科学行业的用户。在欧洲,德固赛每年的炭黑产量超过一百万吨。德固赛的高级填充料与颜料业务部门是全球第二大炭黑生产商。产量超过160,000吨的Hürth-Kalscheuren工厂是欧洲最重要的工业炭黑生产厂家。

今洋麻天,欧洲几乎每一辆汽车都安装了含有硅石的轮胎胎面。德固赛是唯一一家为“智能轮胎”生产所有三种原料的企业,以上三种原料是炭黑、硅石和有机硅烷

德固赛主要的橡胶行业炭黑研发和应用工程设施也设在该厂。该厂是全球唯一一家使用三种不同生产工艺,生产专业炭黑的工厂。根据德固赛的“Kalscheuren 2005”概念,德固赛将投入1.15亿欧元用于高质量专业炭黑的生产。 (end)

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