Page 53 - 《橡塑技术与装备》2025年10期

理论与研究
THEORY AND RESEARCH

轮胎具体生产步骤包括原材料准备及密炼、压延、 原材料选择与优化可以有效降低轮胎的碳排放
裁断及挤出、成型、硫化、检测。每个生产步骤所产 量，本文表 1 显示，白炭黑的碳排放量最少，这与白
生的碳排放存在一定差异，详见具体分析如下 ： 炭黑材料独特的微观结构、制备工艺有关。白炭黑微
2.2.1 材料准备及密炼 观结构可以与橡胶产生较强的相互作用，可以减少轮
轮胎原材料准备包括烘胶、切胶、配胶、筛选等 胎滚动的阻力，以此减少车辆行驶时的能量损耗。与
过程，原材料蜜炼需要将生胶与配合剂混炼，经蜜炼 炭黑的制备工艺相比，白炭黑生产采用的是可再生的
得到混炼胶经压片，后续存放备用，此阶段碳排放量 资源，并通过环保工艺合成，可大幅度降低碳排放。
约为 0.407 kg CO 2 -eq。 芳纶帘线与白炭黑均可以作为轮胎原材料，芳纶帘线
2.2.2 压延、裁断及挤出 具有较高的拉伸强度，比钢丝帘线强度高，可以减少
压延、裁断及挤出指将胶料压延成一定形状的胶 原材料的使用，王瑶瑶等研究中提到芳纶帘线可以有
片，裁断成符合要求的形状和尺寸，最后通过设备将 效延长轮胎的使用寿命，减轻轮胎重量，使轮胎具有
胶料挤出成胎面、胎侧、内衬层等部件。此阶段碳排 寿命长、操作稳定性好、节油的特点 [3] 。芳纶帘线还
放量约为 0.772 kg CO 2 -eq。 具有的耐高温特点，能够在高温环境下确保轮胎不发
2.2.3 成型 生明显的强度衰退，可以使汽车延长轮胎的更换周期，
使用成型器将半成品胎胚进行组装和成型，此阶 从而减少能源消耗与碳排放。
段碳排放量约为 0.297 kg CO 2 -eq。 3.2 轮胎设计的优化
2.2.4 硫化 3.2.1 优化轮胎胎面胶配方设计
将生胎送入钢制硫化模具中进行加热加压硫化 随着汽车行业的蓬勃发展，人们对汽车安全性能
处理，在硫化过程中会出现大量蒸汽，碳排放量约为 的提高，对轮胎抓地能力的改善、低滚动阻力及高抗
0.289 kg CO 2 -eq。 湿滑性能等方面的要求越来越严格，同时，轮胎的胎
2.2.5 检测 面配设计必须遵循可持续发展战略。针对以上现状，
对硫化轮胎进行动态平衡、均匀性检测，检测合 轮胎生产制造企业坚持在选择填料时采用具有高填充
格后才可入库。 量的白炭黑填料，再加入具有抗湿滑性的树脂，从而
2.3 分销与使用阶段 提高轮胎胎面的抗湿性能和抓地力。例如在硫化体系
轮胎运输一般采用公路运输，当轮胎在运输时， 应用方面，选择硫黄硫化时可配合促进剂 OBS ；选择
会产生一定的碳排放，源于运输车辆的燃油消耗，运 含轮胎再生胶的胎面胶时可配合使用促进剂 CZ 和促
输距离为 500 km，碳排放量约为 0.996~0.289 kg 进剂 DM，其中促进剂 CZ 用量一般略高于促进剂 DM
CO 2 -eq。使用过程中，轮胎 2.925 1 kg CO 2 -eq . kg -1 用量，从而增强轮胎面胶配方的安全环保性。
时碳排放量为 700.345 kg CO 2 -eq。 3.2.2 优化轮胎自修复材料配方设计
2.4 回收利用阶段 汽车轮胎的自修复材料能够在轮胎被刺穿时进行
轮胎磨损后进入回收利用阶段，需要将轮胎进行 紧急的修复，避免轮胎直接失去胎压而带来安全事故。
热裂解，分解成为炭黑、白炭黑、氧化锌等，在此过 为此，轮胎生产企业纷纷采用吸水性聚合物的溶胀压
程中可能产生碳排放量为 -30.278 kg CO 2 -eq。 力来防止轮胎漏气，并在轮胎中加入自修复材料，提
综上，在轮胎全生命周期中，碳排放量最高的为 高了汽车使用的便利程度，降低了汽车的油耗。例如
原材料阶段与分销、使用阶段，应通过优化轮胎原材 在第十五届中国国际橡胶技术及轮胎展上，山东玲珑
料选择、轮胎的设计、生产过程的节能降耗，以此降 轮胎有限公司推出的最新自修复材料真空轮胎，这款
低轮胎使用过程中的碳排放量。 自修复真空轮胎的内壁上附有一层自愈胶，当轮胎高
速运行受到外力破坏时能自行快速愈合，大大地提高
3 碳中和背景下轮胎生产制造企业全生 了行车的安全。
命理论应用策略 3.2.3 优化可降解合成橡胶材料应用配方设
3.1 轮胎原材料的选择与优化 计
2008 年，张立群教授在马来西亚国际橡胶会议首

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年