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日本開發(fā)成功低燃耗高強(qiáng)度的橡膠復(fù)合材料

2018-06-29 15:07:22 作者：本網(wǎng)整理來源：客觀日本分享至：

要點

對于輪胎用橡膠材料，為了提高低燃耗性能，通常都要損失強(qiáng)度性能。日本研究人員此次利用橡膠材料，成功實現(xiàn)了能兼顧這兩種相反特性的雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)材料。

由此開發(fā)出的創(chuàng)新型橡膠復(fù)合結(jié)構(gòu)，不僅可使橡膠材料的強(qiáng)度提高至重視低燃耗性的橡膠（基準(zhǔn)橡膠）的5倍左右，而且有利于提高輪胎燃效特性的材料屬性也可提高了15％。

利用此次開發(fā)的橡膠復(fù)合結(jié)構(gòu)，可以使輪胎變得更薄更輕，能在輪胎的節(jié)約資源及提高燃效性能方面做出貢獻(xiàn)。

目前正在試制并評估采用新橡膠材料的輪胎，計劃在2025年以前實現(xiàn)實用化。

＜研究內(nèi)容＞

橡膠具備多種強(qiáng)度特性，如拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、耐磨損性等，通過抑制裂紋的產(chǎn)生及擴(kuò)大，應(yīng)該可以提高這些強(qiáng)度特性。本次研發(fā)項目以普利司通公司積累的橡膠材料相關(guān)技術(shù)和知識為基礎(chǔ)，在眾多領(lǐng)域的學(xué)術(shù)界的共同努力下，對裂紋擴(kuò)大現(xiàn)象實施了微觀和宏觀的實驗解析及理論模擬，并對新材料的具體實現(xiàn)方式展開了先進(jìn)的研究，掌握了提高橡膠材料強(qiáng)度的機(jī)理，推進(jìn)了新材料的實現(xiàn)。

此次的成果是利用雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是參加該項目的北海道大學(xué)龔劍萍教授作為實現(xiàn)堅韌聚合物的方法而提出的一種理論，在凝膠材料等領(lǐng)域已經(jīng)證實具有顯著的增韌效果，但以前尚未應(yīng)用于橡膠材料。

此次的項目通過將雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)用于橡膠材料，成功兼顧了有助于提高輪胎燃效特性的材料屬性和抑制裂紋擴(kuò)大的特性，而這兩種性質(zhì)利用以往的技術(shù)制造時呈此消彼長的相反關(guān)系。與以往重視低燃耗性的橡膠（基準(zhǔn)橡膠）相比，把有助于提高輪胎燃效性能的材料屬性提高15％，同時將抑制裂紋擴(kuò)大的強(qiáng)度提高到原來的5倍左右，實現(xiàn)了創(chuàng)新型橡膠復(fù)合結(jié)構(gòu)。

與2016年發(fā)布的橡膠復(fù)合結(jié)構(gòu)相比，新材料除了進(jìn)一步提高了強(qiáng)度外，還提高了有助于增強(qiáng)輪胎燃效性能的材料屬性，在將強(qiáng)度提高至3.5倍以上的同時，還把有助于增強(qiáng)輪胎燃效性能的材料屬性提高了10％，實現(xiàn)了本次項目的開發(fā)目標(biāo)。