納米粘土科技助力中國(guó)橡膠產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新

粘土資源在我國(guó)儲(chǔ)量豐富，具有天然、無毒、低成本等優(yōu)勢(shì)。不同于炭黑、白炭黑等傳統(tǒng)球型補(bǔ)強(qiáng)填料，粘土因獨(dú)特的片層結(jié)構(gòu)和納米分散，作為橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑使用，具有傳統(tǒng)填料不具備的性能優(yōu)勢(shì)，同時(shí)可降低傳統(tǒng)填料的用量，減輕輪胎行業(yè)對(duì)石油和天然氣資源的依賴程度，環(huán)保意義重大。

北京化工大學(xué)、海南天然橡膠產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司（簡(jiǎn)稱海南橡膠）和山東玲瓏輪胎股份有限公司（簡(jiǎn)稱玲瓏輪胎）強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、通力合作，成功實(shí)現(xiàn)了納米粘土天然橡膠機(jī)理研究、規(guī)模化制備、工業(yè)化應(yīng)用的全鏈條研究模式，是橡膠業(yè)界產(chǎn)學(xué)研深度融合的成功典范之一。

北京化工大學(xué)先進(jìn)彈性體材料研究中心自1995年開始研究粘土/橡膠納米復(fù)合材料的制備，首創(chuàng)了乳液插層-隔離分散復(fù)合技術(shù)。在理論上闡明了無機(jī)粘土相和有機(jī)橡膠相在共凝過程中存在的自凝-共凝間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了影響納米分散-復(fù)合效果的物理、化學(xué)、工藝等方面的因素，提出了阻止無機(jī)相自聚集和改善其與有機(jī)相界面作用的方法，成功實(shí)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(zhǎng)的作用機(jī)理和氣體阻隔機(jī)理，制備了一系列橡膠基體的納米復(fù)合材料。

海南橡膠自2013年開始與北京化工大學(xué)先進(jìn)彈性體材料研究中心合作開發(fā)高性能粘土/天然橡膠納米復(fù)合材料，經(jīng)過不懈努力，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(xì)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(jī)粘土相與有機(jī)橡膠相不易共凝固的難題、多級(jí)擠壓脫水解決納米復(fù)合膠不易脫水的難題，成功實(shí)現(xiàn)了納米粘土天然橡膠的萬噸級(jí)制備，關(guān)鍵成套技術(shù)經(jīng)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織鑒定為“國(guó)際領(lǐng)先水平”。

玲瓏輪胎與北京化工大學(xué)先進(jìn)彈性體材料研究中心、海南橡膠緊密合作，協(xié)同創(chuàng)新，開展納米粘土天然橡膠在輪胎中的應(yīng)用研究，建立了納米粘土天然橡膠進(jìn)廠檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，制定了納米粘土天然橡膠應(yīng)用工藝規(guī)范。在注入納米粘土科技的輪胎膠料中，納米粘土獨(dú)特的片層結(jié)構(gòu)和大長(zhǎng)徑比，擁有炭黑和白炭黑等傳統(tǒng)球形填料所不具備的優(yōu)勢(shì)：粘土可明顯提高結(jié)合膠含量，膠料的強(qiáng)度大幅提高；當(dāng)胎冠遭受尖銳石塊等沖擊時(shí)，粘土片層可沿受力方向發(fā)生一定程度的取向，削弱外力對(duì)輪胎的損傷；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(kuò)展路徑，提高輪胎的抗刺扎和抗崩花掉塊性能，成功打造了礦山輪胎高端產(chǎn)品，提升了產(chǎn)品市場(chǎng)占有率。