Tire trace

影响未来的开创性工作

橡胶二氧化硅

ULTRASIL® VN 3活性填料迎来70周年之际,回顾由近代至现代轮胎发展之路上的重要里程碑并探索二氧化硅在应对新的可持续交通挑战时的巨大潜力。

更安全 – 更节能 – 损耗更低。对轮胎的要求与日俱增,新的欧盟标签法为制造商设立了极高的标准。70年来,由赢创的前身公司发明的ULTRASIL® VN 3不断推动轮胎进步:

1951年:HANS VeRBEEK制造白炭黑

自20世纪40年代以来,研究者们一直希望用二氧化硅替代炭黑,用作轮胎中的活性填料。这项事业的成功源于1951年3月,化学家Hans Verbeek博士(1908 - 1996)和他的实验室助手Peter Nauroth首度制出沉淀法二氧化硅。此种新型补强填料被命名为Ultra-Siltec VN。

自1953年起,这一产品定名为ULTRASIL® VN 3 – VN为两位发明者的姓氏首字母,3代表3月。短短数年,ULTRASIL® VN 3便逐渐取代炭黑,并催生出彩色胶料。

运动鞋为当代高性能轮胎的发展奠定了基础。当初,不会在地上留下黑痕的浅色与彩色鞋底首度证明了ULTRASIL® VN 3的价值。

全面应用:可强化所有橡胶产品的ULTRASIL®。

回顾ULTRASIL®的70年:老照片与广告材料

20世纪50年代的二氧化硅生产:此种转筒干燥机用于干燥韦瑟灵基地生产的二氧化硅。

韦瑟灵基地的老照片。该基地位于科隆与波恩之间的莱茵地区。1951年,Hans Verbeek博士和他的助手Peter Nauroth在这里发明了ULTRASIL® VN 3。

20世纪50年代:汽车轮胎和其他橡胶产品仍然含有炭黑填料。ULTRASIL® VN 3很快便替代了橡胶制品中的炭黑,随后应用于轮胎。

1966年:人工装袋。生产基地中的工人将ULTRASIL® VN 3灌入袋中。

加拿大松木沉淀槽,一直用到21世纪初。

1970年、1990年与2015年的压滤车间。

强力偶联:德固赛(赢创前身)于1972年/73年推出硅烷偶联剂Si 69®。硅烷可实现亲水性二氧化硅与橡胶聚合物的化学偶联。二氧化硅/硅烷体系诞生。

二氧化硅/硅烷体系成为乘用车胎面性能标配。

1994年:《德固赛报告》封面上的“绿色”轮胎成为热议话题。含有高分散二氧化硅与硅烷的胶料成为低滚动阻力、低燃油消耗轮胎的基础。

21世纪初,蓝色“小硅象”成为ULTRASIL®宣传形象。

2021年的ULTRASIL®宣传材料

70年来,ULTRASIL®系列活性填料一直是橡胶与轮胎行业中不可或缺的成分。如今,赢创提供多种高表面积与低表面积的高分散二氧化硅。

2018年:韦瑟灵基地是赢创工业集团旗下最大的基地之一,也是世界上最大的二氧化硅生产工厂之一。

1970 – 1973年:具有超强湿滑路面抓地力的轮胎诞生

20世纪70年代初,轮胎制造商开始测试首批以二氧化硅为活性补强填料、湿滑路面抓地力超强的冬季轮胎,希望能够取代严重损坏路面的镶钉轮胎。不过,当时的技术尚未成熟,测试结果没能达到预期,研制工作因此停止。

Tire on snowy road

1972 - 1973年:二氧化硅/硅烷体系

赢创硅烷是现代高性能轮胎开发的关键所在,此种成分可确保亲水性二氧化硅与橡胶聚合物实现化学偶联。1971年,德固赛(赢创前身)首度采用偶联剂Si 69®进行实验室合成。二氧化硅/硅烷体系革新了轮胎行业,成为乘用车胎面性能标配,可降低滚动阻力,改善湿滑路面抓地力。

时至今日,赢创仍是世界上唯一一家能够同时制造二氧化硅和硅烷的化工公司。此外,赢创还具备相应的研发能力,能够使这两类产品互相匹配。丰富的填料产品尤其能够满足轮胎行业的各种要求,如改善冬季轮胎在雨雪天气和结冰路面上的抓地力。

1992年:突破性的“绿色轮胎”技术

20世纪90年代,节能成为热议话题,ULTRASIL®再度发挥关键作用:二氧化硅替代炭黑,成为新的填料,最多可将油耗降低8%,显著减少CO2排放量。

1992年,一家大型轮胎制造商推出先进的绿色轮胎技术。 S-SBR/BR橡胶与高分散二氧化硅和硅烷混合好的胶料成为低滚动阻力轮胎的基础,同时确保轮胎在雨雪天气和结冰路面上的超强抓地力。

轮胎品质“魔力三角”展现滚动阻力、耐磨性与湿滑路面抓地力的关系,提升任一性能往往会损害其余两种。然而,ULTRASIL®活性填料与Si 363™硅烷的组合最多可将滚动阻力降低35%并大幅改善湿滑路面抓地力,同时维持良好的耐磨性,提升驾驶安全性。例如,以80公里的时速在湿滑路面上行驶时,采用欧盟A级标签轮胎的汽车的制动距离比采用E级轮胎的汽车短大约18米,等于足足三辆汽车的长度。

2021年:新的欧盟轮胎标签

如今,西欧几乎所有轮胎的胎面中都含有二氧化硅。某些轮胎胎面的填料与聚合物比例甚至达到1:1,并且二氧化硅填料的含量还在不断提升。2021年5月,欧盟发布新的轮胎标签法,各家轮胎制造商纷纷努力获得最佳评级,市场竞争进一步加剧。

低滚动阻力对于绿色交通转型同样重要。装有电池的电动汽车通常比内燃机车重很多。目前,电动汽车的主要缺陷在于续航里程较短,只有300至400公里,这进一步增强了低滚动阻力轮胎的吸引力:车轮滚动越轻松,电动汽车的续航里程便越长。

展望:可持续性的时代

可持续性对于赢创的未来发展至关重要。轮胎开发的一大目标是提升耐磨性,延长使用寿命,节约宝贵资源。此外,赢创还在评估替代性、可持续性原材料与绿色能源的结合方案,以进一步减少产品的碳足迹。

因此,ULTRASIL®的潜力远未耗尽。赢创已着手研究更具创新性的二氧化硅/硅烷产品,推动轮胎行业迎来新的发展里程碑。