隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，汽車進入家庭已成為時尚。同時帶來的問題是汽車排放的大量二氧化碳廢氣對環(huán)境的污染。各國政府都很關心這個問題，制定相應的法規(guī)對汽車的耗油量進行越來越嚴格的限制。由輪胎滾動阻力所造成的耗油量占汽車總耗油量的25%左右，故降低輪胎滾動阻力就成為緩解全球環(huán)境惡化的重要途徑。

  隨著高速公路的迅速發(fā)展和車輛速度的加快，輪胎的行駛速度等級也相應提高。帶來的問題是車輛的安全性，對輪胎的要求是在保證高行駛里程（胎面耐磨）的前提下對路面的抓著性好，尤其是在下雨天濕路面和冬季冰雪路面上抗滑性能好。耐磨，滾動阻力低，抗?jié)窕�性能好的輪胎稱之為高性能輪胎。

  以法國Michelin公司開發(fā)的“綠色輪胎”（Green tire）為代表的高性能輪胎的問世，標志著輪胎行業(yè)取得劃時代的進步。這種輪胎由于滾動阻力低，用于轎車可節(jié)省燃油3～5%，用于載重車可節(jié)省燃油6～8%，每行駛1萬公里可節(jié)省燃油40～60公升。全世界推廣使用這種輪胎每年可節(jié)省燃油320億公升，減少二氧化碳排放量8100萬噸，對環(huán)境保護的貢獻是很大的。其他類似的高性能輪胎還有美國Goodyear公司的GFE（燃料利用率高）輪胎，日本Bridgestone公司FS（節(jié)油者）輪胎和德國Continent公司的EOT（*佳節(jié)能）輪胎等。

  適用于高性能輪胎的理想膠種

  為滿足高性能輪胎耐磨、低滾動阻力和優(yōu)良的抗?jié)窕�性能要求，在現(xiàn)有膠種的選用上是很難的。傳統(tǒng)的胎面膠通常選用天然橡膠、順丁橡膠和丁苯橡膠。順丁橡膠滾動阻力低，耐磨性能好，但抗?jié)窕�性能很差；乳聚丁苯橡膠抗?jié)窕�性能好，但滾動阻力大，不耐磨；天然膠性能則介乎于順丁和丁苯膠之間。要做到既降低滾動阻力，保證高的耐磨性，又不犧牲抗?jié)窕�性能，這三種膠單用或兩膠、三膠并用均無濟于事。 

  研究表明，膠料的動態(tài)損耗因子tanδ數(shù)值與胎面行駛性能有密切關系。在溫度低于-60℃時，tanδ數(shù)值高，有良好的耐磨性；在溫度為0～30℃范圍內(nèi)，tanδ數(shù)值高，具有優(yōu)良的抗?jié)窕�性能；在溫度�?/span>50～70℃范圍內(nèi)，tanδ數(shù)值低，滾動阻力低。tanδ數(shù)值滿足這些要求的橡膠就是高性能輪胎的胎面膠。

  目前開發(fā)成功有望作為理想胎面膠的膠種有：

◆ 環(huán)氧化天然橡膠（ENR）

  由天然膠乳與甲酸、過氧化氫反應制得。與白炭黑/炭黑填充劑混合可獲得優(yōu)良的耐磨性、低的滾動阻力和高的濕路面抓著力。是適用于輪胎胎面的新型高性能天然橡膠。

◆ 溶液聚合丁苯橡膠（SSBR）

  與乳聚丁苯橡膠相比有不含凝膠、耐磨、耐低溫，生熱低、滾動阻力小的優(yōu)點；與順丁橡膠相比有不冷流、拉伸強力高、耐撕裂、抗?jié)窕�性好的�?yōu)點；在工藝上有混煉膠收縮率小、壓出表面光滑、流動性好的優(yōu)點。它是國外近十多年來發(fā)展較快的優(yōu)秀膠種，適用于高性能輪胎胎面。

◆ 集成橡膠（SIBR）

  由丁二烯，苯乙烯和異戊二烯通過分子設計和鏈結(jié)構(gòu)優(yōu)化組合聚合制得的新型高性能橡膠。它集低滾動阻力、高濕抓著力和高耐磨性于一體，集中其他橡膠的優(yōu)點，彌補其不足。其動態(tài)力學性能和物理機械性能皆優(yōu)。目前國外有線型無規(guī)型、線型嵌段型、星型無規(guī)型和星型嵌段型四種產(chǎn)品。*有希望成為理想的高性能輪胎胎面膠。

  高性能橡膠配合技術進展

  以低的成本獲得具有實用性能要求的橡膠制品而確定生膠、配合劑及填料的品種和配合量，以及規(guī)定使用混煉設備將這些材料加工成混煉膠的方法，即為橡膠的配合技術。這是制造橡膠制品的一項關鍵技術。

  下面僅就涉及高性能橡膠配合技術進展的兩個問題作一些介紹：

◆ 工藝操作助劑的應用 

  膠料中添加少量（2～3份）工藝操作助劑不僅可以改善加工性能，提高生產(chǎn)效率，還可以改善硫化膠的某些性能。比如加入均勻劑可以提高異種橡膠共混相容性及微觀相形態(tài)的均勻性。加入分散劑可以促使配合劑和填料在膠料中分散均勻，縮短混煉時間，改善膠料流動性。加入增粘劑可以提高膠料和半成品的自粘性，有利于成型操作。這類助劑國外用得很多，國內(nèi)從引進子午線輪胎技術以后才受到重視，近十年來開發(fā)成功不少新品種。

◆ 補強性能的改善

 無論是天然橡膠還是合成橡膠，不經(jīng)補強其力學性能是很差的，沒有實際應用價值。加入補強劑顯著改善橡膠的力學性能。

  炭黑是橡膠的主要補強劑，一般講粒徑越小，比表面積越大的炭黑補強性能越好。新開發(fā)出來的超高結(jié)構(gòu)炭黑EB-109，被稱之為納米結(jié)構(gòu)炭黑，用于輪胎胎面與原有的炭黑相比有低的滾動阻力，高的耐磨性和抗?jié)窕�性，是很有前途的高性能輪胎胎面用炭黑�?/font>

  近十年來開發(fā)成功的補強劑另一個新品種是雙相炭黑，即采用共汽化法（干法）或在炭黑淤漿中加入硅酸鈉加水分解制得（濕法）。前者為CSDP補強劑，是白炭黑分散于炭黑相中，表面有細微的缺陷部；后者為SCC補強劑，是涂白炭黑的炭黑。CSDP有良好的防滑性能和低的滾動阻力，但耐磨性差；填充SCC的膠料在高溫區(qū)tanδ數(shù)值低，在低溫區(qū)tanδ數(shù)值高，用于輪胎胎面有良好的綜合性能。

 在輪胎中的應用前景
 
  通過化學改性衍生的環(huán)氧化天然橡膠ENR，是一種很有前途的高性能橡膠，目前只是因為生產(chǎn)成本高限制了它在輪胎中的應用。隨著生產(chǎn)技術的改進和成本的降低，有望作為高性能輪胎的胎面膠獲得廣泛應用。

  溶液聚合丁苯橡膠（SSBR）是近二十年來發(fā)展較快的優(yōu)秀合成橡膠膠種，以它優(yōu)異的耐磨性、濕抓著力和低滾動阻力特點，在國外已大量用于高速輪胎胎面。

  *理想的胎面膠膠種是20世紀80年代以來新發(fā)展的集成橡膠SIBR，發(fā)達國家已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)4種類型產(chǎn)品，并已在高性能輪胎胎面推廣使用。我國作為輪胎制造大國，2006年制造輪胎2.8億條，其中子午胎1.786億條，居世界第二位。但我國僅在燕山石化研究院和化工大學實驗室合成小試產(chǎn)品。在國內(nèi)輪胎行業(yè)尚未使用，僅在研究部門開展一些應用試驗研究�？梢韵胂瘢�一旦實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，并在輪胎行業(yè)推廣應用，對高性能輪胎的技術進步必定會產(chǎn)生巨大的推動作用。