高性能子午线轮胎耐脱层关键技术

青岛科技大学、中策橡胶集团股份有限公司（简称中策橡胶）联合完成的“高性能子午胎耐脱层关键技术及应用”项目攻克了子午线轮胎肩部带束层端点及趾口胎体反包端点（简称“二端点”）脱层的核心技术难题，并实现了产业化应用，提升了我国轮胎行业的国际竞争力。该项成果于近日获得山东省科学技术进步一等奖。

（1）攻克3项关键技术难题

轮胎先进装备与关键材料国家工程研究中心主任汪传生教授表示，在轮胎质量问题中“二端点”脱层占80%，直接影响轮胎使用寿命和行车安全。青岛科技大学与中策橡胶联合进行了长期、深入细致的探究，从理论研究、产品结构设计到配方设计及相关工艺装备研发，逐步形成了一套系统有效的解决方案，攻克了3项关键技术难题：一是“二端点”由于几何、物理不连续导致的应力集中和热聚集问题；二是“二端点”关键胶料耐老化性问题；三是橡胶补强材料炭黑、硫黄及氧化锌等各种加工助剂粒子团聚、气孔等微缺陷引发的“二端点”脱层问题。

（2）取得四大重要创新成果

项目团队建立了以应变能幅值、温度来表征轮胎脱层寿命的“轮胎脱层失效的热力耦合模型”，再将该模型与热力学仿真技术进行有机融合，建立轮胎耐脱层分析机理及相关理论，为轮胎优化设计提供理论支撑。

项目团队建立了轮胎耐脱层设计准则和综合优化原则，揭示了轮胎趾口和胎肩损伤的热力学耦合机理。此外，还发明了0°带束层缠绕、双层钢丝包布等系列轮胎耐脱层新结构，解决了“二端点”应力集中和热聚集难题，大幅延长了轮胎使用寿命。

团队探明了肩部脱层以热氧作用为主、趾口脱层以机械疲劳为主的老化机理，定向研发出轮胎耐脱层系列新配方，解决了关键胶料耐老化性能的难题，延长了轮胎使用寿命，轮胎滚动阻力降低了10%以上。在此基础上，团队还发明了轮胎耐脱层混炼新工艺装备及测试技术，解决了钢丝端点的孔穴及橡胶复合材料炭黑聚集、助剂颗粒、杂质等微缺陷诱发裂纹萌生造成轮胎脱层的难题，实现炭黑、加工助剂等在橡胶中的纳米级分散和胶料性能的均质化，提升胶料/钢丝复合材料的粘合强度和耐老化性能。

（3）产学研经济效益显著

该项目形成了自主知识产权体系，获发明专利21项、实用新型专利14项、软件著作权2项，开发新产品31个，形成企业标准2项，发表论文26篇。项目成果已在中策橡胶、山东华勤橡胶集团实现了产业化应用，近3年共为企业增加销售收入42亿元、利润2.5亿元、税金1.7亿元，效益显著。