納米“土”科技助力中國橡膠產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新

北京化工大學先進彈性體材料研究中心（簡稱北化彈性體中心）、海南天然橡膠產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司（簡稱海膠集團）和山東玲瓏輪胎股份有限公司（簡稱玲瓏輪胎）強強聯(lián)合、通力合作，成功實現(xiàn)了納米粘土/天然橡膠機理研究-規(guī)模化制備-工業(yè)化應用的全鏈條研究模式，是橡膠工業(yè)界產(chǎn)學研深度融合的成功典范之一。

北化彈性體中心自1995年開始研究粘土/橡膠納米復合材料的制備，首創(chuàng)了乳液插層-隔離分散復合技術(shù)。在理論上闡明了無機粘土相和有機橡膠相在共凝過程中存在的自凝-共凝間的競爭關(guān)系，提出了阻止無機相自聚集和改善其與有機相界面作用的方法，成功實現(xiàn)了納米粘土相的形成與控制，闡明了片層粘土鈍化裂紋尖端延緩裂紋增長的作用機理和氣體阻隔機理。

海膠集團自2013年開始與北化彈性體中心合作研發(fā)高性能粘土/天然橡膠納米復合材料，開發(fā)了四大關(guān)鍵技術(shù)：高效旋流器與高效研磨設(shè)備調(diào)節(jié)粘土微細化和均一化、大分子界面劑液相調(diào)控粘土界面、三相并流體系解決無機粘土相與有機橡膠相不易共凝固難題、多級擠壓脫水解決納米復合膠不易脫水的難題，成功實現(xiàn)了納米粘土/天然橡膠的萬噸級制備，關(guān)鍵成套技術(shù)經(jīng)中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織鑒定為“國際領(lǐng)先水平”。

玲瓏輪胎與北化彈性體中心和海膠集團緊密合作，開展了納米粘土/天然橡膠在輪胎中的應用研究。納米粘土因其獨特的片層結(jié)構(gòu)和大長徑比而擁有炭黑和白炭黑等傳統(tǒng)球形補強填料所不具備的優(yōu)勢，可明顯提高結(jié)合膠含量，使橡膠的力學強度大幅提高；當胎冠遭受尖銳石塊等外物沖擊時，粘土片層可沿受力方向發(fā)生一定程度的取向，減小了外力對橡膠的損傷；粘土能夠鈍化、支化裂紋尖端，使裂紋發(fā)生偏轉(zhuǎn)，增加裂紋的擴展路徑，提高輪胎的抗刺扎和抗崩花掉塊性能。

（本刊編輯部）