目前，子午線汽車輪胎在世界范圍已是輪胎工業(yè)的主流產(chǎn)品，世界汽車輪胎子午化率達(dá)90%，發(fā)達(dá)國家已達(dá)到或接近100%。 中國汽車工業(yè)發(fā)展極為迅速。2000年，僅占全球汽車產(chǎn)量的3.5%，但2008年已經(jīng)占到全球汽車產(chǎn)量的13.31%。2009年，中國汽車產(chǎn)量達(dá)到1379萬輛，銷量達(dá)到1364萬輛，實(shí)現(xiàn)了跨越式的高速發(fā)展，幷成為全球第一汽車生產(chǎn)和消費(fèi)國。 盡管中國的子午線輪胎仍處於逐步取代斜交胎的發(fā)展期，但隨著中國汽車產(chǎn)能的增長，子午化率正不斷提高。 聚酯簾線仍是首選材質(zhì) 簾子布是輪胎外胎的骨架材料，其重量約占外胎總重量的10~15%，其成本約占輪胎生產(chǎn)成本的37%，是輪胎生產(chǎn)的主要原材料之一，材質(zhì)主要有錦綸、滌綸、粘膠和鋼絲等。 聚酯簾線因具有模量高、收縮率小、升熱低的特點(diǎn)，特別適合用於路面狀況較好、速度較快的轎車子午胎和輕載子午胎。采用高模量、低收縮、尺寸穩(wěn)定型聚酯簾線，可減少輪胎變形，而且硫化後的輪胎也不用後充氣定型。 國內(nèi)也有一部分企業(yè)采用改性尼龍66做轎車子午胎和輕載子午胎，總成本低一些。但從發(fā)展趨勢看，特別是轎車子午胎基本上都用聚酯簾線。 滌綸高模低收縮（HMLS）工業(yè)絲，是近十年來在常規(guī)滌綸高強(qiáng)絲的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)新產(chǎn)品，強(qiáng)力高、模具高、伸長變形小，尺寸穩(wěn)定性好，熱收縮率及滯後損失小，強(qiáng)力保持率高，主要應(yīng)用於制造單層子午胎簾子布轎車輪胎以及其它橡膠骨架材料和特殊產(chǎn)業(yè)用品，它制成的輪胎具有重量輕、省油和車速快等優(yōu)點(diǎn)。 國外HMLS技術(shù)已實(shí)現(xiàn)突破 由於聚酯本身的結(jié)構(gòu)原因，聚酯纖維和橡膠之間的粘結(jié)力隨著行駛里程的增加而降低，因此不能用於載重汽車的大型輪胎上，而廣泛用作轎車和輕卡汽車輪胎的補(bǔ)強(qiáng)材料。 隨著輪胎廠家生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，硫化溫度較傳統(tǒng)工藝相比有了較大提高，高效率的輪胎生產(chǎn)工藝對聚酯簾線耐熱性能也提出了更高要求。由於以上兩方面的原因，為了提高聚酯簾線的耐熱粘結(jié)力，國內(nèi)外許多公司相繼開展了這方面的研究工作。 目前世界上規(guī)模最大的5家滌綸工業(yè)絲生產(chǎn)商是Performance Fibers、英威達(dá)（Invista）、曉星（Hyosung）、Diolen lnd. Fib、科隆（Kolon），其合計(jì)年產(chǎn)能達(dá)到717千噸，占世界滌綸工業(yè)絲產(chǎn)能的30%。其中，曉星生產(chǎn)的滌綸工業(yè)絲以簾線用為主，產(chǎn)能達(dá)80千噸，是目前世界上單廠產(chǎn)能最大的滌綸簾線供應(yīng)商，約占世界市場份額的20%。 中國近年子午輪胎對滌綸簾子布的需求統(tǒng)計(jì)
法國米其林輪胎要將其在上海的合資廠投資建設(shè)成集團(tuán)最大的轎車及輕型載重子午胎生產(chǎn)廠家；普利司通則在沈陽幷購建立了第三家工廠，之後又成立天津輪胎公司；固特異輪胎去年在中國吸引了數(shù)百家零售加盟店；德國大陸集團(tuán)在合肥建立了在中國的第一家輪胎工廠，對該工廠的投資高達(dá)1.5億歐元。
這種高性能高模低縮聚酯最突出的優(yōu)勢是特定階段模量高、高溫下熱收縮小、蠕變小、彈性回復(fù)好、耐疲勞和抗沖擊性能好，綜合性能明顯提高，目前這種高性能高模低縮聚酯材料正在歐美等發(fā)達(dá)國家推廣應(yīng)用。 為了區(qū)分，通常將原來的高模低縮聚酯（HMLS）稱為傳統(tǒng)高模低縮聚酯，以區(qū)別於該高性能高模低縮聚酯。如今，世界著名品牌輪胎公司正在開發(fā)利用高性能高模低縮聚酯進(jìn)行輪胎生產(chǎn)，幷且制定了更加科學(xué)的骨架材料標(biāo)準(zhǔn)。 尺寸穩(wěn)定型聚酯HMLS的開發(fā)成功，為半鋼子午線輪胎找到一種可替代人造絲的骨架材料，美國的輪胎公司甚至用它制造出了Z速度級(jí)的輪胎。 但尺寸穩(wěn)定型聚酯的耐熱性仍不及人造絲—當(dāng)溫度在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg以上時(shí)纖維的模量大幅度下降，尺寸穩(wěn)定性變差，在高溫下聚酯纖維的強(qiáng)度也下降。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)表明：聚酯簾線損耗因子及生熱速率在110~140℃溫度內(nèi)出現(xiàn)峰值，而且隨著應(yīng)變的增大，峰值出現(xiàn)的溫度下降。 高速行駛中的輪胎或承受大負(fù)荷作用的輪胎，其工作溫度（輪胎的使用溫度在100℃以上，甚至超過150℃）極易達(dá)到上述溫度，此時(shí)聚酯簾線的滯後現(xiàn)象嚴(yán)重，加劇了輪胎的生熱。 目前國際輪胎制造業(yè)比較一致的看法是，用尺寸穩(wěn)定型聚酯為骨架材料，制造Z級(jí)以下的各速度級(jí)別的乘用胎；而Z級(jí)和高性能的子午胎，如跑氣保用輪胎、超輕重量輪胎等，仍以人造絲為骨架材料。 因此，盡管近年來尺寸穩(wěn)定型聚酯的用量逐年上升，但是，只要沒有比尺寸穩(wěn)定型聚酯的尺寸穩(wěn)定性和耐熱性更佳的新的骨架材料實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用，人造絲就不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)從輪胎骨架材料市場上消失。 自上世紀(jì)90年代以來，國外輪胎公司開發(fā)出了芳綸/錦綸混紡簾線，米其林已將其用作轎車子午胎的冠帶層。世界航空輪胎巨頭法國米其林、美國固特異、日本普利司通紛紛將芳綸簾線或芳綸/錦綸混紡簾線，應(yīng)用於航空子午線輪胎，以代替錦綸66胎體的斜交胎，在提高航空輪胎性能方面收到了滿意的效果。 芳綸-錦綸混紡簾線充分利用芳綸模量高、耐熱性好、強(qiáng)度大、重量輕等優(yōu)點(diǎn)和尼龍耐曲撓、耐疲勞、粘合性能好的特點(diǎn)，同時(shí)又符合航空輪胎骨架材料需要有合適的伸長率的特殊要求，發(fā)揮各自材料的性能優(yōu)勢，達(dá)到“取長補(bǔ)短”、“協(xié)同作用”，體現(xiàn)混紡簾線的整體作用，形成單一纖維材料所無法替代的性能；同時(shí)可按航空輪胎對骨架材料性能的需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造，即達(dá)到性能的可設(shè)計(jì)性。 法國米其林已經(jīng)在上世紀(jì)90年代將芳綸-錦綸混紡簾線應(yīng)用於各種規(guī)格的軍用、民用航空輪胎，美國固特異、日本普利司通、英國鄧祿普均在本世紀(jì)初完成了驗(yàn)證試驗(yàn)，目前應(yīng)用這種簾線的航空輪胎已通過適航審查，開始投入實(shí)際使用。 2008年1月，采用芳綸混紡簾線做骨架材料的國內(nèi)第一條航空子午胎通過全部靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)，達(dá)到裝機(jī)要求。該規(guī)格輪胎是目前世界上起飛速度最快、載荷系數(shù)最高的航空輪胎，它的成功下線標(biāo)志著中國成為國際上第五個(gè)可以自主研發(fā)、制造和試驗(yàn)航空子午胎的國家。 目前中國航空輪胎需求（民用和軍用）總量每年約為20萬條，其中約有1/3為國內(nèi)生產(chǎn)。不難看出，芳綸-錦綸混紡簾線具有極大的發(fā)展空間。 PEN與聚酯相比，具有高模量、低收縮和高尺寸穩(wěn)定性，可以提高輪胎的均勻性，降低輪胎的重量和行使噪音，使輪胎具有更好的操控性能和更高的行使速度。試驗(yàn)工作表明，PEN簾布可用於子午線輪胎任何部位的骨架材料。 目前，日本、北美和歐洲的輪胎公司已將PEN用於乘用車輪胎的冠帶層，以代替錦綸66；有日本公司開始用PEN簾布作胎體材料，生產(chǎn)用於汽車配套的轎車子午胎；更多國外的輪胎公司，正在對PEN簾布的性能及其在輪胎中的應(yīng)用進(jìn)行測試和評(píng)價(jià)。 中國技術(shù)應(yīng)在滌綸簾線高溫粘結(jié)力方面實(shí)現(xiàn)突破 據(jù)中國橡膠工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2007年度中國綜合外胎產(chǎn)量為1.89億條，同比增長11.8%。其中，子午線輪胎產(chǎn)量1.27億條，同比增長21.07%；輪胎子午化率達(dá)到67.1%，轎車胎基本實(shí)現(xiàn)子午化。根據(jù)中國橡膠工業(yè)“十一五”的總體發(fā)展目標(biāo)，到2010年，輪胎總產(chǎn)量將控制在3~3.2億條，其中子午線輪胎為2.2~2.3億條，年增長率保持9%~10%，輪胎子午化率達(dá)到70%左右。 輪胎子午化給國內(nèi)聚酯簾線帶來了迅速發(fā)展的契機(jī)，據(jù)中國橡膠工業(yè)協(xié)會(huì)資料，2006年，中國聚酯簾布產(chǎn)量4.62萬噸，同比增長97%。在2007年後，聚酯工業(yè)絲新增和有明確意向在建的項(xiàng)目年產(chǎn)能合計(jì)約36萬噸，而新增HMLS產(chǎn)品年約達(dá)2.6萬噸，年總量達(dá)到14.9萬噸。 從長遠(yuǎn)看，國內(nèi)聚酯簾線還具有較大的發(fā)展?jié)摿?，產(chǎn)品的質(zhì)量還有待進(jìn)一步提高。但是自2005年以來，產(chǎn)能發(fā)展過快，短期內(nèi)供求已趨於飽和，市場競爭日益激烈，今後的擴(kuò)產(chǎn)應(yīng)更加慎重。 目前國內(nèi)公司在新產(chǎn)品的開發(fā)方面還較為欠缺，高性能品種極少，與發(fā)達(dá)國家相比有較大的差距。輪胎的產(chǎn)量雖居世界前列，但高性能輪胎產(chǎn)品比例小，整體水平有待於進(jìn)一步提高。 目前聚酯簾線的浸膠工藝分兩種：一種采用二浴浸膠方式進(jìn)行浸漬，其中第一浴典型的是采用美國杜邦配方（封閉異氰酸酯、環(huán)氧樹脂、黃蓍樹脂的水分散液，總固體物含量為3~5%）進(jìn)行預(yù)處理，二浴采用通用輪胎公司配方的RFL浸膠液進(jìn)行浸漬；二是采用在RFL浸膠液中加入氯酚系列的粘性促進(jìn)劑而進(jìn)行一浴處理。大多數(shù)廠家都選擇用二浴法對聚酯簾子布進(jìn)行處理。 聚酯簾線的二浴浸膠處理方法從誕生開始，其耐熱性能差已成為其最大缺陷，雖然聚酯簾線存在不少缺陷，但其在成本、性能等方面仍有優(yōu)勢。研究者普遍認(rèn)為其發(fā)展?jié)摿薮螅?dāng)今簾子布行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r也證明了這一點(diǎn)。因此，對滌綸簾子布的耐熱性研究，特別是在提高滌綸簾線高溫粘結(jié)力方面，中國技術(shù)要有所突破。 未來發(fā)展的重點(diǎn)及建議 汽車工業(yè)的快速發(fā)展必然帶動(dòng)輪胎工業(yè)的發(fā)展，尤其是子午線輪胎的發(fā)展。近年來，中國高速公路年均通車?yán)锍坛^4000km，中國對高性能輪胎的需求將越來越迫切。專家預(yù)測，2010年中國輪胎產(chǎn)量為4億條，屆時(shí)子午化率可望達(dá)到70%。 在對已有纖維材料進(jìn)行改性以更加適應(yīng)輪胎性能需要的同時(shí)，全球都在加快新品種纖維材料的研發(fā)工作，也不斷有其他新品種合成纖維不斷問世，幷且已用於輪胎的生產(chǎn)中。 如：荷蘭DSM開發(fā)的專供半鋼子午線輪胎冠帶層用的骨架材料錦綸46；美國Honeywell基於聚酯纖維的改性，以滿足某種特定用途而開發(fā)的用作子午線輪胎冠帶層的骨架材料Beltec纖維；荷蘭Acordis的POK纖維；日本東洋紡的PBO纖維等。(end) |
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