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21世纪世界橡胶工业整体发展趋势

http://www.rubber.hc360.com2013年01月11日10:30现代橡胶网
    慧聪橡胶网讯: 1、新原材料的开发。目前在橡胶工业中,轮胎对天然橡胶的依赖性依然很大,使用比例在不断回升;而工业制品则是天然橡胶不断减少,树脂用量明显增加,因而急需开发新一代能满足上述要求的合成橡胶。

    1) 开发一种能完全取代天然橡胶的合成橡胶。由于高分子设计技术取得了突破性进展,现已出现了可调分 子量的溶聚丁苯橡胶,并成功地用在了轮胎上,实现了轮胎材料的又一次革命。这种橡胶的产量正不断扩 大,将来有可能超过传统的丁苯橡胶。有的科学家又在重新致力于新的合成天然橡胶研究,以打破天然橡胶 的垄断地位。

    2) 热塑弹性体(TPE)。热塑弹性体(TPE)同时兼具橡胶的物理机械性能和塑料工艺加工的双重性格,是 完全改性的新一代合成橡胶,已开始取代一部分传统合成橡胶,发展前景看好。目前,全球热塑弹性体的产销量已超过1.2×106t,占橡胶产销量的8%以上,现在,许多工业制品以及胶鞋等都开始大量使用TPE材料, 每年以7%~8%速度飞快发展,2010年可达2.5×106t以上。

    TPE使橡胶制品生产工艺大为简化,废料可以回收利用,又能减少混炼电能,已成为取代传统橡胶的理想材 料。最大缺点是耐热性低,一般不超过80℃~100℃,滞后损失也大,因而扩大发展受到较大限制。

    3) 液体橡胶。液体橡胶是革新橡胶工业工艺最根本的途径。它使复杂耗能的固相加工改为简短的液相加工,省去了笨重庞大的工艺加工设备,大大简化了成型工序,使材料混合与成型硫化实现一体化。

    液体橡胶中最引人注目的是聚氨酯弹性体,产量已达100多万吨,其中鞋类和微孔弹性泡沫材料分别耗用30多 万吨,弹力纤维1×105t。现已成功地用在胶带、胶管、胶辊等不少橡胶制品上。近年来,人们用其大量生产 自行车胎、实心胎、工业轮胎及农用轮胎等慢速轮胎。它们经久耐用,并可着成各种颜色,改变传统橡胶制 品多年黑色一贯制局面。缺点是成本价格始终降不下来,作为骨架用时的机械强度还无法同纤维材料相比。

    4) 利用高强度橡胶加入新的刚性大的补强填料,以达不用纤维骨架的目的。这也是当今橡胶工业研究开发的又一方向。它的好处是,可以充分利用现有生产设备,使产品结构简化,降低成本,提高竞争能力。类似的研究还有:保持有规律构性、采用交互聚合、光聚合等高新技术的延伸结晶性橡胶等等。

    2、新工艺的开发。当前橡胶工业新工艺的开发研究,主要集中在成型和硫化上面。在成型方面,着重解决减 少工序和精密加工问题。研究实施压延、压出精密化、材料复合化,进而做到成型简易化和一体化。例如轿 车轮胎、编织胶管、钢绳运输带的成型自动生产线。硫化方面的研究方向是,设法与成型联动结合,实施成 型、硫化上下工序一体化、连续化。现已实现的有胶管、胶带、避孕套、手套自动生产线。

    新工艺开发的主要措施方向为:
(a)用PLC、CPU控制全过程,实现橡胶加工计算机化、设备自动化、产品高精度化、生产调控自由化。(b)用射线硫化、微波硫化、油载体硫化以及超声预加热硫化等方式,缩短硫化时间,改进产品质量性能。(c)通过电机高性能化、传动机构高效化,使橡胶加工机械进一步自动化、小型化和功能化,逐步达到省资源、省场地的目的。(d)使用小型传感技术、激光技术、IT技术等检查胶料、半成品和制成品的质量规格、外观缺陷,检测现场生产环境,监测生产线安全和事故报警。

    具体到橡胶产品来说:(a)轮胎生产技术的要点是以成型为中心,实现部分自动化和精密化,并在进一步降 低成本的基础上,使轮胎更趋高性能化、结构简单化和轻量化。(b)运输带和传动带以工艺机械化为方向, 达到省力、省人的目的,力争压延、成型、硫化联动化,并通过使用高性能、多功能材料简化产品结构, 降低成本,达到环保节能的要求。(c)对胶管来说,小口径胶管(5~50mm)主要是实现从胶料混炼到成型乃至硫化全过程的生产一条龙,大口径胶管(200~900mm)是设法摆脱手工作业,减轻劳动强度和提高生产效 率。(d)胶布和其它大型工业制品(如胶辊、护舷、抗震器件等)是通过机械化流水、机械手操作,以节省人力和提高效率;通过推行系统控制和仿真技术,使质量的均一可靠性和使用寿命得到保证。

    总之,世界橡胶工业的生产技术是向着两极的方向发展。一方面是追求低成本化(包括提高生产效率,使用廉价原材料),使产品结构简易化、工艺直流化;另一方面是进一步走向高性能化(包括提高特性,增加功能),减少不均一性差异,使质量得到彻底保证。归纳起来即:提质降耗,高性能低成本。

    展望混炼的新工艺,出路在于橡胶新材料的出现和现有材料形态的改变。例如:(a)开发新的液体橡胶,采 用液体混合方法;(b)研究新的粉末橡胶,改用粉体混合方法;(c)预先在天然橡胶园、合成橡胶生产厂内,在乳胶状态湿法制成炼胶,再进行混炼;(d)配合剂事先造粒,使之易于均匀分散,缩短混炼时间,提高胶料质量;(e)使用相溶化剂,改善橡胶、塑料混合的相溶性,改进炭黑与聚合物的结合性,使混炼质量均匀;(f)使乳胶混合方法(胶体磨、球磨机)扩大利用在橡胶工业上,扩展纳米材料的应用。

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