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白炭黑持续助力道路安全与可持续发展
发布时间:2025/05/07    作者: 无    来源: 信息员 订阅

三十年前,大陆轮胎公司首次在汽车轮胎的胎面胶料中添加了白炭黑。这种填料的特性彻底改变了轮胎的行驶安全性和能源效率;轮胎的滚动阻力大幅降低,而制动距离缩短了近 50%。这得益于白炭黑特殊的表面特性,它可与橡胶聚合物形成化学键。轮胎在硫化过程中(即轮胎定型的加工过程),白炭黑和其他成分可在橡胶分子之间形成极其牢固的网络结构。因而,这种轮胎具有良好的弹性和卓越的安全性能。如今,白炭黑已基本取代了轮胎胎面胶中的部分炭黑,成为轿车、厢式货车和两轮车轮胎的胎面胶料中不可或缺的成分。白炭黑的生产也变得越来越可持续;大陆轮胎公司已经在使用一种从稻壳灰中提取的特别可持续的白炭黑。

“胶料中添加白炭黑堪称是轮胎技术的一场革命,它使我们的轮胎在湿滑路面上的制动距离几乎缩短了一半。 时至今日,这仍然是轮胎安全性方面的一项重大突破,"伯克哈德·威斯(Burkhard Wies)教授说。二十世纪九十年代中期,伯克哈德·威斯教授在大陆轮胎公司参与开发了第一款在胎面胶料中添加了白炭黑的轮胎;现在,他领导着大陆轮胎公司应用研究与创新部门。“白炭黑胶料还有利于环保,因为它可以降低轮胎的滚动阻力。这意味着,可减少内燃机汽车的耗油量,而增加当今电动汽车的续航里程,"威斯教授解释道。

二十世纪九十年代中期,首批量产添加有白炭黑的轮胎投放市场

作为轮胎填充剂的白炭黑可有效缩短轮胎的制动距离并降低滚动阻力;这类轮胎不仅显著提升了驾驶安全性,而且节油效果同样令人瞩目。大陆轮胎公司首款添加白炭黑的轮胎是 1995 年推出的商品名为“ContiEcoContact CP”的轮胎。

许多行业都使用二氧化硅作为填料。例如,在建筑业中,它被用于生产混凝土和砖块等建材。尽管二氧化硅主要来自石英砂;然而,这种结晶态二氧化硅不适用于轮胎生产。轮胎工业实际使用的是一种经过特殊工艺生产的 “无定形” 二氧化硅,即白炭黑。

二十世纪九十年代中期,大陆轮胎公司成为世界上最早认识到白炭黑有潜力作为轮胎工业填充剂的轮胎制造商之一。九十年代初,这家总部位于德国汉诺威的公司就进行了第一批非常有前景的实验。在胶料的混炼过程中,白炭黑与偶联剂硅烷发生反应,从而激活了白炭黑的特性。在接下来的硫化过程中,胶料在120°C 至160°C 的温度下硫化。由于采用特殊的模具,轮胎获得了独特的外观。与此同时,硫磺用作硫化剂,把胶料和白炭黑转化为柔韧而富有弹性的硫化胶。这是因为硫磺在硫化过程中会在橡胶的长链分子之间形成交联结构。白炭黑在硅烷的作用下,与各个橡胶聚合物分子链之间形成额外的化学键,从而在橡胶分子之间构建起一种非常坚固的网络结构。这使得轮胎在湿滑路面上具有出色的抓地力、良好的耐磨性和更低的滚动阻力等物理特性。同时,这种结构还能使轮胎承受极端的应力环境。

早在 1994 年,在轮胎配方中首次添加这种新型填充剂的道路测试结果表明,与炭黑相比,这种填料显著提升了轮胎在湿滑路面上的制动性能和大幅降低了滚动阻力。一年之后,大陆轮胎公司首次在量产的“ContiEcoContact CP” 轮胎中添加了白炭黑。1996 年,又有一款商品名为 “ContiWinterContact TS 770”的轮胎相继问世,这是第一款胶料中添加有白炭黑的冬季轮胎。威斯教授表示:“白炭黑在轮胎中的应用,它与汽车上普遍装备有安全带和防抱死制动系统等被动安全设施一样,有助于大幅降低交通事故发生率。

稻壳灰白炭黑更具可持续性

大陆轮胎公司的研发人员始终致力于突破与创新,无论是在轮胎的结构方面,还是在选用新型材料方面,致力于提升轮胎的安全性和更可持续发展,同时达到更加出色的综合性能。例如,该公司正积极探索性能与传统白炭黑相当,但更具可持续性的新型填料。业已证实,稻壳灰是生产可持续白炭黑的可靠原料来源。稻壳作为稻米加工的副产品,它是无法用作食品或动物饲料的。利用这种稻壳灰生产的白炭黑,其能耗明显低于由石英砂等传统材料生产的产品。大陆轮胎公司已把以稻壳灰生产的白炭黑用于迄今为止最具有可持续性的、商品名为“UltraContact NXT”的量产轮胎系列之中。