美国首诺(Solutia)公司特殊化学品部橡胶助剂产品中国销售总监程永悦先生,主要负责Crystex不溶性硫磺、Santoflex抗降解剂及其他橡胶助剂在中国轮胎和橡胶市场的销售和推广。他一直关注和观察着汽车市场的动向以及它们对于橡胶的影响。在2012北京车展期间,本刊有幸对其进行了专访。
本刊:请简要介绍一下公司好吗?
程永悦:首诺公司的前身是美国孟山都公司(Monsanto Inc.)。孟山都公司历史上曾是一家很大的综合性化工企业。1997年孟山都被分拆为三个部分,其化学品部门就发展成了如今的首诺公司。
首诺公司生产的许多产品都是可以支持和推动汽车工业发展的。比如我们商标名为“首孚信(Saflex®)”的高级中间膜,它就是汽车前风挡玻璃中间的PVB夹层薄膜,既起到安全保护作用,又有非常好的透明性。我们比较知名的产品还有高性能膜部门(Performance Films)旗下商标名为“龙膜”和“威固”的汽车窗膜。我所在的特殊化学品部生产的富莱克斯(Flexsys)橡胶助剂等产品在业内也有着很高的知名度和市场占有率。
富莱克斯是首诺的全资子公司,最早是1994年孟山都公司和阿克苏?诺贝尔公司分别把各自的橡胶助剂业务合并成立的一家合资子公司,成立时是全球最大的橡胶助剂专业生产商。富莱克斯产品主要有三大类,最著名的产品是Crystex®不溶性硫磺,该产品享誉业内,在全球市场占领导性地位。
本刊:请您介绍一下不溶性硫磺的特性好吗?
程永悦:在我们生产汽车轮胎的时候,需要硫化剂,通常用的是硫磺。因为橡胶是属于高分子的材料,它的分子链需要一种交联的结构,才能保证实现所需的物理机械性能和化学性能。关于如何发现硫磺是一种最佳的硫化剂,这里还有一个有趣的故事。在19世纪初的橡胶制品是没有被硫化的,质地很柔软,可以做成球或鞋套等简单制品,但很不耐用。1834年美国的杂货商查尔斯?固特异整天醉心于研究橡胶的应用。因为不是化学家,他加了很多古怪的东西到橡胶里,希望让它的性能有所改变,但都失败了,并为此欠了很多债,以至于被关到监狱里。当时他手上还拿着一个橡胶球,衣袋还有些硫磺粉。他的牢房中有个取暖的火炉,结果在取暖时不慎把硫磺粉和生橡胶球都掉了进去。而当他好不容易把这个橡胶球从火炉中夹出来后,突然发现它变得很硬且具有弹性。后来大家就发现硫磺可以在一些促进剂的帮助下和天然橡胶发生化学反应,获得优良的物理和化学性能,从而使橡胶被广泛的应用。
不溶性硫磺主要用于子午线轮胎(以轮胎中的骨架材料像地球子午线一样包裹着轮胎的结构而得名)的生产。相对于斜交结构的轮胎,子午线轮胎的可以显著降低轮胎自重并提高强度和性能。在生产子午线轮胎时,为了使橡胶和钢丝有很好的粘合,需要加大量的硫磺。而硫磺在橡胶中的溶解度较低,并且与温度的变化成正比。轮胎的生产需经几个步骤——先把橡胶与填充材料和各种添加剂混炼,然后经专用设备加工成多种以薄片形状为主的半制品,再用成型机把不同部位的胶片、胶条等半制品贴合在一起,成为一个完整的未硫化胎胚,最后放到硫化机里面加高温硫化。贴合成型的过程是在室温下进行的,橡胶表面必须有很好的粘性才能保证胎胚的质量。而如果是普通硫磺(或质量不好的不溶性硫磺),虽然在加热混炼或做成半制品时硫磺是溶解在里面的,但在成型前超过溶解度的硫磺就会迁移到表面(行业术语叫“喷霜”),那胶片就失去粘性,没法很好地贴合了。虽然通过一些简单处理办法(比如用汽油擦拭胶片表面等)可以强行把它们贴合在一起,但这样生产出来的轮胎会有质量问题或安全隐患,使用中可能出现问题。所以在60年前子午线轮胎诞生后,轮胎行业很快就发现需要一种能在橡胶里不溶解的硫磺,于是经过多年研发,逐渐找到并定型了今天这种被大量使用的产品——Crystex®不溶性硫磺。在橡胶里,它能快速分散并耐混炼和加工时的较高温度而不分解,确保高效精密的轮胎的成型操作,而在硫化时,又能及时转化为普通硫磺,参加硫化反应,并使橡胶和钢丝表面产生牢固的化学粘合。
本刊:感谢您和我们分享这些技术原理,深入浅出,还有生动的比喻,令人印象深刻。那您能介绍一下贵司的独特优势吗?
程永悦:我们的产品具有五大优势:首先,我们的产品质量好,性能很独特;其次,我们的供应能力非常有保障——在全球设有七家工厂,分别为不同地区供应产品并能互相支援;第三,我们产品的品质均匀性非常好,由于采用先进的连续化生产工艺,每个工厂的各批次产品质量完全一致,几乎没有波动,质量都非常好;第四,我们也在持续创新,现已开始在研发下一代超级不溶性硫磺产品,来帮助轮胎企业生产更好的轮胎并实现制造过程的高效和节能;最后,我们一直给客户提供完善的技术支持,与客户共同进步。
本刊:请您谈谈轮胎工业的未来发展趋势。
程永悦:进入到21世纪,大家都关注绿色化,比如现在时髦的名词——绿色轮胎或低滚动阻力轮胎等。
关于低滚动阻力轮胎,实际上是解决两个部分的问题。首先是轮胎的胎体结构要足够坚实耐用,刚性要好,需要实现滚动时阻力最小就需要使轮胎尽量保证圆柱体的形状。当然也不能完全是刚性的——钢制的车轮,滚动阻力确实小了,但就谈不上舒适性了。所以需要既有足够的强度来承受载荷,又要适度的柔韧性来追求舒适。其次,通过优化胎面的花纹和胶料配方设计,也能降低滚动阻力。胎面花纹本来是为了增加摩擦力和耐湿滑性、实现足够的刹车能力的(保证雨雪天气车辆的安全行驶),当然也需要有一定的耐磨性。但是现在我们又希望它的滚动阻力尽量低,这样就会出现矛盾了。所以,轮胎企业都是试图找到一个最佳的平衡点,兼顾各方面的要求。
对于轮胎生产来说,不溶性硫磺最主要的用途还是在胎体、带束层等关键部位。通过不溶性硫磺提供一个更坚固、耐久性好的胎体结构,来实现绿色轮胎的设计要求。
本刊:绿色轮胎的“绿色”,一方面是说它本身提供的滚动阻力少,省油。另外,它本身的材料也要是绿色的。因为车辆在跑的时候,轮胎会磨损,会往空气中散发颗粒。
程永悦:对。欧盟现在推行REACH法规,其实也就是希望对此进行严格控制,不希望有害的物质散发到环境中。比如出口到欧盟的轮胎,现在规定了46种高度关注物质,如果其中某一种物质的含量达到了规定范围,就要向他们申报,超过限定就不能出口。如不申报被发现了,那产品就要被查扣。还有新推行的《标签法》,规定轮胎上应标注其燃油指数(滚动阻力)、噪音等级和湿滑路面刹车性能等,对轮胎进行分级。
虽然这些法规对中国轮胎行业有一定影响,但其实中国企业的适应能力是很强的。这些规定和要求,对那些大型本土轮胎企业来说不是大问题,反而是可以进一步提高竞争力的好事。当然,一些无序竞争的小企业可能会被迫退出市场。
当然,轮胎的绿色化还应包括生产制造过程的绿色化以及相关原材料的绿色化生产,减少整个产业链对环境的污染和影响。否则即使性能是“绿色”的,也不能称为真正的绿色轮胎。比如不溶性硫磺的生产,如果釆用落后的生产工艺,产品质量不稳定又浪费能源不说,还会释放大量的二硫化碳到大气中,加重酸雨或雾霾天气的形成。
本刊:现在关于汽车减重这个话题,主要讲的都是车身方面,那么轮胎有没有减重的要求呢?
程永悦:有。你想轮胎的燃油消耗与滚动阻力有关,与轮胎的自重当然也是相关的。轮胎转动起来时,重量越大,驱动和刹车时所消耗的能量也就越大。所以,我们也希望给整个车轮减重。比如,现在的轮毂已经从钢制变成铝合金,就是为了减重。
轮胎从斜交结构发展到子午线结构,本身也减重了很多。在低滚动阻力轮胎设计中,一直在追求让轮胎变薄、变轻一点,并尽量减少那些冗余部位,或换用强度相同但质量更轻的材料来减低轮胎的重量。可能轿车轮胎这块看得不太明显,因为其自重不大,但像载重轮胎,自重很大,通过优化设计,一下子就可以减掉几公斤的重量。如果全国的载重轮胎都减重几公斤,这个也是很大的节约,不光是材料,也包括节约燃油这一块。当然,我们减重的同时也必须保证轮胎的强度、性能和安全性不变。
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