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如果把汽車的輪胎（外胎）切開，可以清楚看到外胎從外到內由胎面、胎體、帶束層、氣密層等組成。其中，胎面大量使用了溶聚丁苯橡膠，以提高汽車運行時的抗濕滑性、增強快速剎車能力。多年來，溶聚丁苯橡膠幾乎被國外企業壟斷。中國石化與中國科學院青島能源所、多家國內輪胎科技領軍企業合作研發生產的鐵系梳枝丁戊橡膠，可完全替代進口溶聚丁苯橡膠，且抗濕滑性更強，價格成本更具優勢。截至6月底，湖南石化已完成制造10萬余條鐵系梳枝丁戊橡膠高性能輪胎，全部通過品控測試。本版推出專題，帶您了解高性能輪胎的新材料——鐵系梳枝丁戊橡膠。

本版文圖由 彭 展 何 潔 陳移姣 湯 茜 田 蕾 陳夫亮 李小明 王 亮 提供

產品名片

什么是鐵系梳枝丁戊橡膠？

鐵系梳枝丁戊橡膠是以共軛烯烴（丁二烯和異戊二烯）為單體，環己烷和碳六油為溶劑，鐵絡合物為主催化劑，烷基鋁和硼鹽為助催化劑，通過配位選擇性催化聚合制備的一種“樹枝狀”微觀結構橡膠新材料，特殊的結構賦予其高強度、高抗濕滑性和高阻尼性等優良特性。

為什么要研發生產鐵系梳枝丁戊橡膠？

我國是全球最大的橡膠需求國，年需求量高達1200萬噸，約占全球橡膠總消費量的30%，大部分用于輪胎制造行業。我國的輪胎產能約占全球輪胎總產能的50%以上，是全球最大的輪胎生產國。歐盟輪胎標簽法根據燃油效率和濕地抓地力性能參數，將輪胎分為A~E級，而國產輪胎多集中在C級及以下，關鍵制約因素是高性能胎面膠。輪胎胎面大量使用的高性能溶聚丁苯橡膠主要依賴進口，亟須開發高性能輪胎橡膠新材料。

“雙碳”戰略下新能源汽車崛起，對輪胎抗濕滑性、滾動阻力、耐磨性間的“魔鬼三角”平衡提出了更高要求。利用鐵系梳枝丁戊橡膠生產的高性能輪胎新商品，具有安全抗滑、綠色節油、經久耐用的綜合優勢。燃油車輪胎的滾動阻力每降低5%就能節約油耗約1%，電動車輪胎的滾動阻力每降低25%，續航里程可增加6%。

鐵系梳枝丁戊橡膠主要應用在哪些領域？

鐵系梳枝丁戊橡膠具有良好的動態力學性能、抗濕滑性能和減振性能，在輪胎、減振材料等領域均有廣泛的應用前景。

高性能輪胎領域

鐵系梳枝丁戊橡膠輪胎制造應用技術開發，對標“卡脖子”的高性能溶聚丁苯橡膠，發展與其匹配的胎面復合配方，可用于高抗濕滑性能輪胎的加工制造。研究表明：在現有輪胎配方中加入部分鐵系梳枝丁戊橡膠替代國外高端溶聚丁苯橡膠后，輪胎的濕地抓地力指數可高達1.63，達到歐盟輪胎標簽法A級（最高級）；在標準跑道進行的標準測試表明，剎車距離大幅縮短，安全性得到提高；輪胎的滾動阻力下降，車輛油耗下降。今年初，湖南石化完成104.7噸鐵系梳枝丁戊橡膠的批量生產，標志著該產品實現產業化生產。

軌道交通減振領域

鐵系梳枝丁戊橡膠高枝化結構具有高阻尼性能，可用于生產高鐵等軌道車輛橡膠減振產品。通過性能測試的初步論證，鐵系梳枝丁戊橡膠能夠顯著提高橡膠配方的阻尼性能，可應用于動車組空氣彈簧、橫向止擋、車鉤緩沖器等車輛橡膠減振部件中，相較現有溶聚丁苯橡膠配方，其機械性能和減振性能皆有所提升，尤其是抗疲勞性能提升明顯。

特種消聲減振橡膠領域

鐵系梳枝丁戊橡膠具有類丁苯橡膠的結構特點，通過性能測試發現，鐵系梳枝丁戊橡膠在ESBR-1502/NR體系中完全替代ESBR（溶聚丁苯橡膠）后，減振元件在零下43攝氏度的阻尼性能和100%伸張疲勞性能顯著提高。同時，類丁苯橡膠結構也兼具良好的抑制裂紋性能，有望實現鐵系梳枝丁戊橡膠替代溶聚丁苯橡膠減振材料在彈性支承上的產品和工藝定型，為鐵系梳枝丁戊橡膠在減振元件上的推廣應用奠定了基礎。

市場情況

目前，我國鐵系梳枝丁戊橡膠工業化產品僅在湖南石化實現工業化批量生產。據研究分析，未來3~5年鐵系梳枝丁戊橡膠在輪胎領域、減振材料領域和鞋材領域的市場需求將持續增長。

在輪胎領域，湖南石化聯合中國科學院青島生物能源與過程研究所（以下簡稱“青島能源所”）研發生產的鐵系梳枝丁戊橡膠經輪胎測試后可替代進口溶聚丁苯橡膠，價格成本優勢明顯。預計未來鐵系梳枝丁戊橡膠占輪胎領域的市場份額將進一步擴大，年需求量將達20萬噸。

在減振材料領域，我國軌道交通的橡膠減振產品以天然橡膠和溶聚丁苯橡膠為主體，但使用中橡膠元件的阻尼性能、抗疲勞性能、耐蠕變性能和金屬黏接性能等均會出現大幅下降，因此亟須開發其替代品。鐵系梳枝丁戊橡膠具有優異的阻尼減振性能，同時類丁苯橡膠結構也兼具良好的抑制裂紋性能，并能延長使用壽命，市場潛力巨大，在減振材料領域的年需求量將達15萬噸。

在鞋材領域，運動鞋大底類似輪胎的胎面，主要提供抗濕滑性和耐磨性。傳統的運動鞋大底防滑用膠主要為溶聚丁苯橡膠。由于苯基側基的存在，運動鞋普遍存在硬度較高、舒適性差且抗濕滑性不足的缺點。鐵系梳枝丁戊橡膠具有良好的抗濕滑性能，其無苯環結構也會使運動鞋的舒適性優于溶聚丁苯橡膠，在鞋材領域的年需求量將達5萬噸。

綜上所述，未來，鐵系梳枝丁戊橡膠的明確對標市場年需求量預估在40萬噸左右。

企業足音

湖南石化：打通從新材料到新商品的全鏈條

湖南石化通過產銷研用深度融合，僅用5年時間就實現了鐵系梳枝丁戊橡膠從實驗室到產業化，打通了從新材料到新產品再到新商品的全鏈條。

2017年，集團公司高級專家、湖南石化橡膠技術帶頭人梁紅文帶領團隊與青島能源所著手研究，發現了能滿足生產高性能輪胎要求的合成橡膠材料，設計枝化的微觀結構賦予其更好的抗濕滑性能；減少或取消苯基降低分子鏈間的內摩擦，使滾動阻力更低。為加速成果轉化，湖南石化和青島能源所充分發揮各自優勢，協同攻關解決實驗室技術與工程化技術的匹配性等問題，于2021年形成具有自主知識產權的關鍵小試和中試成套技術。

2023年1月4日，湖南石化年產3萬噸溶聚丁苯橡膠裝置生產線順利產出鐵系梳枝丁戊橡膠，實現了零的突破。同年3月，該公司組織研究、銷售專業團隊走訪國內多家輪胎頭部企業。通過調研發現，使用鐵系梳枝丁戊橡膠生產的輪胎產品質量優良、性能穩定。隨后，他們還與國內多家輪胎頭部企業合作開展輪胎應用技術評價和配方研究。結果表明，在僅調整配方的前提下，鐵系梳枝丁戊橡膠可以大幅甚至全部替代進口高性能溶聚丁苯橡膠，鐵系梳枝丁戊橡膠新材料受到國內輪胎行業廣泛關注。

2023年12月5日，湖南石化生產的鐵系梳枝丁戊橡膠在青島森麒麟輪胎公司與青島能源所合作研發的鐵系梳枝丁戊橡膠高性能輪胎制造（超高性能UHP型輪胎制造）項目實現商業應用。截至今年6月底，湖南石化已完成制造10萬余條鐵系梳枝丁戊橡膠高性能輪胎，全部通過品控測試。

鐵系梳枝丁戊橡膠創制、合成與應用技術于2021年獲得科技部首屆全國顛覆性技術創新大賽“總決賽優秀獎”；2023年7月，該項目通過中國石油和化學工業聯合會組織的科技成果鑒定，認為項目整體技術達到國際先進水平；入選國家發展改革委2024年《產業結構調整指導目錄》和工信部2024年《重點新材料首批次應用示范指導目錄》。

化銷華北：開發龍頭客戶 實現全產全銷

化銷華北營銷團隊深入挖掘市場潛能、靈活調整銷售模式，不斷優化產品性能，助力湖南石化生產的鐵系梳枝丁戊橡膠新產品在國內輪胎生產企業完成應用，成功替代同類進口產品。

該公司加大市場走訪和技術服務力度，瞄準輪胎行業發揮產銷研用一體化優勢，聯合湖南石化、青島能源所多次與輪胎行業龍頭企業進行技術交流，大力拓展市場。

同時，該公司在調研中了解了國內多家大型輪胎企業胎面膠原料的市場現狀和生產需求。鐵系梳枝丁戊橡膠成功工業化產出后，化銷華北提前鎖定重點目標客戶進行推介，并寄送實驗產品，及時跟蹤試驗結果，聯合相關技術人員奔赴客戶工廠現場進行生產應用指導，收集下游客戶在生產應用環節出現的問題并提出解決方案。

今年上半年，化銷華北累計開發5家輪胎行業龍頭客戶，實現全產全銷。多批次實驗輪胎經客戶試制后均通過品控測試，A級品率達100%；實車場地測試顯示，實驗輪胎濕地制動性能優異，抗濕滑安全性達歐盟輪胎標簽法A級（最高級），大幅縮短了汽車的剎車制動距離，提高了交通工具的安全性，綠色節油性能也顯著優于傳統溶聚丁苯橡膠產品。

青島能源所：服務橡膠產業高質量發展

眾所周知，一條好的輪胎，其胎面的防濕滑性、耐磨性至關重要。我國是全球最大的輪胎生產和消費國，但目前用于胎面的防滑材料嚴重依賴進口。在項目研發過程中，青島能源所與中國橡膠工業協會及十余家輪胎龍頭企業進行深入交流，最終確定圍繞溶聚丁苯橡膠嚴重依賴進口的難題進行攻關。

青島能源所通過近百種鐵系催化劑結構的設計合成，發展高效、高選擇性的催化聚合技術和微觀結構精準調控技術。在此基礎上，青島能源所與湖南石化協力實現了萬噸級產業化實驗，產出了安全抗滑、綠色節油的鐵系梳枝丁戊橡膠新產品，消除了我國高性能胎面橡膠材料的技術瓶頸。

未來，青島能源所將繼續與湖南石化緊密合作，研發系列化、高性能且能滿足多場景復雜工況的橡膠新產品，服務國家高水平科技自立自強和橡膠產業高質量發展。

專家視點：

鐵系梳枝丁戊橡膠市場前景廣闊

中國石化科技創新功勛獎獲得者、集團公司高級專家 梁紅文

橡膠屬于國家戰略物資，年需求量高達1200萬噸。我國是世界上最大的合成橡膠消費國，大部分用于輪胎制造行業。我國的輪胎產能約占全球輪胎總產能的一半以上，是全球最大的輪胎生產國。溶聚丁苯橡膠是輪胎胎面膠的理想膠料，國內需求量大于30萬噸/年，主要依賴進口，成為國家的“卡脖子”材料。

鐵系梳枝丁戊橡膠研發項目圍繞微觀結構與宏觀性能的構效關系，通過發展高效隨機聚合和可控微觀結構構筑技術，創制結構可控、分子量可調、無規共聚的鐵系梳枝丁戊橡膠新材料。其特殊的“微觀毛刷狀”結構，賦予優異的抗濕滑性能、較低的滾動阻力、白炭黑兼容性強等特點，具有優良的耐磨性能。

目前，國際上只有日本某企業在進行鈷系丁戊橡膠的研究，仍處于中試研究階段。我國的鐵系梳枝丁戊橡膠生產技術現處于國際先進水平。我們的競爭優勢在于優化和延伸湖南石化將要建設的乙烯產業鏈，突破綠色環保、可控穩定的工業化制備技術和安全抗滑、綠色節油的高性能輪胎應用技術。該產品有望作為我國自主研發的高性能合成橡膠新材料，形成“原創性、系統性、用得上、有影響”的重大成果，填補行業技術空白，實現高性能輪胎橡膠新材料的國產化，引領橡膠新材料發展方向。

目前，鐵系梳枝丁戊橡膠產品市場需求量預估在40萬噸/年左右，供需缺口較大，市場前景較為樂觀，可為國內輪胎生產廠家提供更優質的材料，不再受制于國外產品。目前，湖南石化可在老裝置上批量生產鐵系梳枝丁戊橡膠產品。為了更好地滿足市場需求，未來企業將進行萬噸級工業裝置的建設。

用戶反饋

“2022年3月，我們用鐵系梳枝丁戊橡膠生產UHP型半鋼子午胎，產品均通過室內輪胎測試，綜合A級品率高達100%。經鐵系梳枝丁戊橡膠改性的輪胎，在室外場地測試中操控性能明顯提升，制動距離大幅縮短，抗濕滑性能遠高于原配方生產的標準胎；在實車耐久測試中，輪胎運行工況良好，質量穩定性滿足生產使用標準，萬公里磨耗量明顯下降，具有更長的使用壽命，輪胎經濟性提高。目前，我們已完成逾50條輪胎的試制和出租車輪胎4萬公里路試。結果表明，鐵系梳枝丁戊橡膠具有明顯的性價比優勢，能夠完全滿足使用需求。”

——青島森麒麟輪胎股份有限公司

（ 責任編輯：王瑩 ）