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    21世紀世界橡膠工業發展趨勢(一)

    發布:admina 瀏覽:2243次

        1、新原材料的開發。目前在橡膠工業中,輪胎對天然橡膠的依賴性依然很大,使用比例在不斷回升;而工業制品則是天然橡膠不斷減少,樹脂用量明顯增加,因而急需開發新一代能滿足上述要求的合成橡膠。 
        1) 開發一種能完全取代天然橡膠的合成橡膠。由于高分子設計技術取得了突破性進展,現已出現了可調分 子量的溶聚丁苯橡膠,并成功地用在了輪胎上,實現了輪胎材料的又一次革命。這種橡膠的產量正不斷擴 大,將來有可能超過傳統的丁苯橡膠。有的科學家又在重新致力于新的合成天然橡膠研究,以打破天然橡膠 的壟斷地位。

        2) 熱塑彈性體(TPE)。熱塑彈性體(TPE)同時兼具橡膠的物理機械性能和塑料工藝加工的雙重性格,是 完全改性的新一代合成橡膠,已開始取代一部分傳統合成橡膠,發展前景看好。目前,全球熱塑彈性體的產銷量已超過1.2×106t,占橡膠產銷量的8%以上,現在,許多工業制品以及膠鞋等都開始大量使用TPE材料, 每年以7%~8%速度飛快發展,2010年可達2.5×106t以上。

        TPE使橡膠制品生產工藝大為簡化,廢料可以回收利用,又能減少混煉電能,已成為取代傳統橡膠的理想材 料。最大缺點是耐熱性低,一般不超過80℃~100℃,滯后損失也大,因而擴大發展受到較大限制。

        3) 液體橡膠。液體橡膠是革新橡膠工業工藝最根本的途徑。它使復雜耗能的固相加工改為簡短的液相加工,省去了笨重龐大的工藝加工設備,大大簡化了成型工序,使材料混合與成型硫化實現一體化。

        液體橡膠中最引人注目的是聚氨酯彈性體,產量已達100多萬噸,其中鞋類和微孔彈性泡沫材料分別耗用30多 萬噸,彈力纖維1×105t?,F已成功地用在膠帶、膠管、膠輥等不少橡膠制品上。近年來,人們用其大量生產 自行車胎、實心胎、工業輪胎及農用輪胎等慢速輪胎。它們經久耐用,并可著成各種顏色,改變傳統橡膠制 品多年黑色一貫制局面。缺點是成本價格始終降不下來,作為骨架用時的機械強度還無法同纖維材料相比。

        4) 利用高強度橡膠加入新的剛性大的補強填料,以達不用纖維骨架的目的。這也是當今橡膠工業研究開發的又一方向。它的好處是,可以充分利用現有生產設備,使產品結構簡化,降低成本,提高競爭能力。類似的研究還有:保持有規律構性、采用交互聚合、光聚合等高新技術的延伸結晶性橡膠等等。

        2、新工藝的開發。當前橡膠工業新工藝的開發研究,主要集中在成型和硫化上面。在成型方面,著重解決減 少工序和精密加工問題。研究實施壓延、壓出精密化、材料復合化,進而做到成型簡易化和一體化。例如轎 車輪胎、編織膠管、鋼繩運輸帶的成型自動生產線。硫化方面的研究方向是,設法與成型聯動結合,實施成 型、硫化上下工序一體化、連續化?,F已實現的有膠管、膠帶、避孕套、手套自動生產線。新工藝開發的主要措施方向為:
    (a)用PLC、CPU控制全過程,實現橡膠加工計算機化、設備自動化、產品高精度化、生產調控自由化。
    (b)用射線硫化、微波硫化、油載體硫化以及超聲預加熱硫化等方式,縮短硫化時間,改進產品質量性能。
    (c)通過電機高性能化、傳動機構高效化,使橡膠加工機械進一步自動化、小型化和功能化,逐步達到省資源、省場地的目的。
    (d)使用小型傳感技術、激光技術、IT技術等檢查膠料、半成品和制成品的質量規格、外觀缺陷,檢測現場生產環境,監測生產線安全和事故報警。

        具體到橡膠產品來說:
    (a)輪胎生產技術的要點是以成型為中心,實現部分自動化和精密化,并在進一步降 低成本的基礎上,使輪胎更趨高性能化、結構簡單化和輕量化。
    (b)運輸帶和傳動帶以工藝機械化為方向, 達到省力、省人的目的,力爭壓延、成型、硫化聯動化,并通過使用高性能、多功能材料簡化產品結構, 降低成本,達到環保節能的要求。
    (c)對膠管來說,小口徑膠管(5~50mm)主要是實現從膠料混煉到成型乃至硫化全過程的生產一條龍,大口徑膠管(200~900mm)是設法擺脫手工作業,減輕勞動強度和提高生產效 率。
    (d)膠布和其它大型工業制品(如膠輥、護舷、抗震器件等)是通過機械化流水、機械手操作,以節省人力和提高效率;通過推行系統控制和仿真技術,使質量的均一可靠性和使用壽命得到保證。

        總之,世界橡膠工業的生產技術是向著兩極的方向發展。一方面是追求低成本化(包括提高生產效率,使用廉價原材料),使產品結構簡易化、工藝直流化;另一方面是進一步走向高性能化(包括提高特性,增加功能),減少不均一性差異,使質量得到徹底保證。歸納起來即:提質降耗,高性能低成本。

        展望混煉的新工藝,出路在于橡膠新材料的出現和現有材料形態的改變。例如:
    (a)開發新的液體橡膠,采 用液體混合方法;
    (b)研究新的粉末橡膠,改用粉體混合方法;
    (c)預先在天然橡膠園、合成橡膠生產廠內,在乳膠狀態濕法制成煉膠,再進行混煉;
    (d)配合劑事先造粒,使之易于均勻分散,縮短混煉時間,提高膠料質量;(e)使用相溶化劑,改善橡膠、塑料混合的相溶性,改進炭黑與聚合物的結合性,使混煉質量均勻;
    (f)使乳膠混合方法(膠體磨、球磨機)擴大利用在橡膠工業上,擴展納米材料的應用。

        3、新產品的開發。21世紀橡膠工業新產品的開發,大體上朝著以下幾個方面發展:一是換代范圍迅速擴大; 二是更新速度日趨加快;三是技術含量不斷提高;四是功能特性日臻齊全。產品結構呈現出調整改革的局面。

        1)環保型產品。開發環保型橡膠產品已成為21世紀橡膠工業技術發展的重中之重。例如,減少廢氣排放的 低燃料輪胎,乘座舒適的低噪聲輪胎,保持生態環境的綠色輪胎,防止物料飛揚的封閉式輸送帶,阻止石油 海上污染擴散的攔油柵,以及高速公路、建筑構筑物減少噪音擴散的隔音板等。

        2)安全型產品?,F已成為橡膠工業技術開發的新方向。如保護司機的汽車安全氣囊,輪胎出現爆破后仍可 繼續行駛的安全輪胎,控制井下火災的自動停機阻燃輸送帶、阻燃膠管和導風筒及電工用的各類絕緣用品。

        3)節能型產品。重點發展的有節油輪胎、節能帶、農田灌溉節水膠管、保水地膜膠片,以及其它節油、節 電、節水用的制品等。

        4)高性能產品。高性能化是橡膠工業產品升級換代的重要標志。輪胎方面最受推崇的為高速抗濕滑、行駛 低滾動阻力和無噪聲振動三位一體的高性能輪胎、智能輪胎。膠帶方面有無聲高速帶、無級變速帶;膠管方 面有高脈沖膠管、超高壓膠管,以及其它高性能橡膠產品等。

        5)多功能型產品。除了前已提到的功能性材料之外,作為制品還有膠鞋、避孕套等一系列生活用橡膠制 品。已開發的有:除膠鞋外現已從日常生活必用品、勞保用品、體育用品正迅速向旅游休閑品、時裝藝術 品、醫療保健品、運動競技品方向發展。新近開發的品種如磁熱保健鞋、加藥醫療鞋、靜電避雷鞋、紅外保 溫鞋、充流體運動鞋、氣墊鞋、計算機跑鞋、夜光鞋、行水鞋、音樂鞋、飛行鞋等等,品種樣式達千種之 多。避孕套方面,隨著全世界性病、愛滋病的泛濫,控制世界人口和計劃生育的深入,各種新品種避孕套不 斷涌現,并出現了女用避孕套。

        6)高附加值產品。主要是技術含量很高的一些高新技術橡膠材料,主要有:感光橡膠、導電橡膠、磁性橡 膠、親水橡膠、形狀記憶橡膠、生體橡膠,其種類可達20多種以上,并且還在繼續開發新的多功能性橡膠。

        7)新領域橡膠產品。橡膠工業產品在建筑、海洋、沙漠開發中的發展潛力很大,今后將會不斷擴大。

        建筑領域發展最快的有抗震橡膠。已從原來國家要害部門、指揮系統迅速擴大到高層民用建筑、公用建筑, 產品日漸大型化。還有在鋪路瀝青中摻入SBS橡膠或硫化膠粉,在混凝土水泥中混入乳膠、微細膠粉等。

        海洋開發領域主要是各類探測、鉆探及采油、輸油等用的巨型膠管,最大的直徑已超過1m。沙漠領域除沙漠輪胎之外,還有更多防沙、保水橡膠器材正在開發。

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