为什麼輪胎製造商在輪胎的橡膠混合物中添加二氧化矽?<br /> 輪胎製造商在輪胎的橡膠混合物中添加二氧化矽是為了提高輪胎的性能和耐用性。二氧化矽可以改善輪胎的摩擦力、耐磨性和抗老化性,從而提高輪胎的安全性和使用壽命。同時,二氧化矽還可以減少輪胎的燃油消耗和降低噪音。因此,添加二氧化矽已經成為輪胎製造業的一種常見做法。
二氧化硅被广泛应用于各个行业,例如建筑业,它被用于混凝土和砖块的生产。主要是从石英砂中提取,但以这种方式生产的晶体二氧化硅不适合用于轮胎制造,因此公司购买技术处理的“无定形”硅,且这种材料在行业中相对较新。
在20世纪90年代中期,Continental 成为最早认识到二氧化硅作为橡胶混合物填料的潜力的轮胎制造商之一。该公司在十年初进行了第一次实验,结果非常有前景。在橡胶混合过程中,二氧化硅与硅烷(作为粘合剂)反应,激活材料的性能。在下一个阶段,即硫化过程中,橡胶混合物在120至160°C的温度下受到压力,并通过特殊的模具获得其形状。硫被用来将聚合物和硅的混合物转化为弹性橡胶,因为它在硫化过程中形成了橡胶的长链分子的桥梁。同时,二氧化硅与硅烷的相互作用形成了额外的键,创造了一个非常强大的分子网络,改善了轮胎的湿地抓地力、耐磨性和燃油效率。与此同时,轮胎也更好地承受极端负载。
“将硅加入橡胶混合物中是轮胎行业的一场革命,它使我们能够将湿地制动距离缩短近一半,”教授 Burkhard Wies 说,他在 20 世纪 90 年代开发了第一批含有二氧化硅的轮胎,现在他是 Continental 的应用研究和创新部门负责人。“硅还减少了对环境的危害,因为它降低了滚动阻力,增加了电动汽车的续航里程,并减少了汽油动力汽车的燃油消耗。”
1994 年第一批使用新填料生产的轮胎的道路测试显示,与仅使用炭黑生产的轮胎相比,湿地制动效率有了显著提高,滚动阻力也有所降低。第二年,Continental 首次在批量生产的轮胎中使用硅,这款轮胎是 Continental ContiEcoContact CP,1996 年推出了第一款含有二氧化硅的冬季轮胎 ContiWinterContact TS 770。
“结合使用被动安全系统,如防抱死制动系统和安全带,硅的应用有助于显著减少道路上的死亡人数,”威斯指出。
目前,轮胎公司的开发人员正在努力让硅(以及其他使用的材料)更加环保,一个潜在的来源是米糠灰,可以用来生产具有所需性能的二氧化硅。米糠是大米生产的副产品,不能用作食物或动物饲料。然而,从米糠灰中生产二氧化硅比从传统原材料(如石英砂)中生产更节能。目前,“绿色”二氧化硅已经被应用于汽车轮胎的制造,如 Continental UltraContact NXT,这是德国集团目前最环保的产品之一。
