2019年4月11日
橡胶树的天然橡胶是一种有限的原料。另一方面，综合生产的橡胶尚未能够匹配天然产品的磨损行为，使其不适合卡车轮胎。但现在，首次开发了一种新型的合成橡胶，其比天然橡胶的磨损减少30％至50％。
具有优化磨损行为的仿生合成橡胶（Bisyka）
对由天然合成橡胶BISYKA制成的轮胎进行的初步测试表明，与天然橡胶轮胎相比，BISYKA轮胎的磨损减少了约30%到50%。
卡车轮胎必须忍受很多：由于他们携带的重负荷和每天旅行的长距离，它们受重磨损和撕裂。因此，轮胎的胎面主要来自来自橡胶树的天然橡胶，迄今为止已经证明了最佳的耐磨特性。
合成橡胶的优化特性
在此之前，人造橡胶的性能一直无法与天然橡胶匹敌，至少在这方面是如此。天然橡胶的问题在于，这种重要原材料的供应安全受到了威胁。在橡胶树的原产地巴西，真菌Microcyclus ulei正在毁掉整个种植园。如果这种真菌扩散到如今主要种植地区亚洲，全球橡胶生产将受到威胁。
鉴于这一威胁，德国弗劳恩霍夫应用聚合物研究所(IAP)、材料与系统微结构研究所(IMWS)、分子生物学与应用生态学研究所(IME)、材料力学研究所(IWM)和硅酸盐研究所(ISC)的研究人员对合成橡胶的特性进行了优化。亚博网站下载
“我们的合成橡胶Bisyka - 这是”仿生合成橡胶“的德语缩写 - 实际上对天然橡胶具有卓越的特征，”Ulrich Wendler博士说，他在施普德德国市德国市政织物综合和加工销售中心前往Fraunhofer试点植物中心。Fraunhofer Paz是一项联合倡议，弗劳恩霍夫·IAP和Fraunhofer IMW。
“合成橡胶制成的轮胎比同等天然橡胶制成的轮胎质量损失少30%。除此之外，合成轮胎的胎面损失只有一半。此外，合成橡胶可以利用现有的工厂和设备在工业规模上生产。这意味着合成橡胶提供了一种极好的替代方法。”天然橡胶的天然产物，包括高性能卡车轮胎的主要成分。”app亚博体育
蒲公英橡胶的针对性分析
但研究人员如何实现这一更高的性能？在Fraunhofer Ime，科学家们研究了蒲公英的橡胶。与橡胶树的橡胶一样，95％的蒲公英橡胶由聚异戊二烯组成，而剩余的百分比由蛋白质或脂质等有机组分组成。蒲公英橡胶在树上橡胶的优势：前者的一代连续三个月，而后者则为七年。
有机成分对橡胶特性的影响
使橡胶制成蒲公英制成的理想起点，用于研究有机成分对橡胶特性的影响。为此，Fraunhofer研究人员消除了以目标方式所涉及的关键有机组分。在他们鉴定了对磨损行为重要的有机组分之后，Fraun-hofer IAP的研究人员用高微结构纯度和相应的生物分子合成了官能化聚异戊二烯的Bisyka橡胶。他们在Fraunhofer IWM和IMW的同事然后调查了由此获得的橡胶变体的特性。
为此，他们使用了扩展结晶：如果将天然橡胶拉伸到其长度的三倍，晶体区域形成 - 橡胶硬化。“Bisyka橡胶的延伸结晶等于天然橡胶，”Wendler解释道。在制造卡车轮胎时，橡胶通常与炭黑混合，这就是黑色的来源。然而，越来越多的制造商在混合物中加入硅酸盐而不是炭黑。这就是Fraunhofer ISC的专业知识发挥作用的地方:在该研究所，科学家们研究新型硅填料如何在汽车工业中为天然橡胶提供最佳替代品。
合成橡胶在实际测试中取得了令人印象深刻的结果
经过经过测试的Bisyka橡胶，它是测试的：它是否会做出其延伸结晶所承诺的？研究人员将这个问题交给外部，由此独立的合作伙伴调查：Prüflabornord。为此目的，有四辆车胎用由Bisyka制成的胎面制造，然后用胎面与天然橡胶制成的轮胎进行。测试直接在一个方向上开车700电路的汽车上进行，然后在另一个方向上沿另一个方向进行700个电路。结果？虽然天然橡胶轮胎在试验后较轻850克，但损失0.94毫米的胎面，但Bisyka轮胎仅丢失600克和0.47毫米的胎面。
合成橡胶的滚动阻力也较好:天然橡胶在交通灯标签的滚动阻力得分为C, BISYKA的滚动阻力得分较高，为B。“到目前为止，我们只对BISYKA混合轮胎进行了初步测试，但它们非常有前景。下一步，我们想进一步优化BISYKA橡胶。这首先关系到有机成分的比例和组成。同时，我们将卡车轮胎胎面胶配方适应新橡胶，”Wendler说。目前，研究人员和他的团队正在寻找合作伙伴，将产品推向市场。
资料来源：https://www.fraunhofer.de/en.html.