我國綠色輪胎的發(fā)展現(xiàn)狀

郭 鵬，趙文權(quán)，吳 剛

（1.北京國石安康科技有限公司，北京 100101；2.中國橡膠工業(yè)協(xié)會 技術(shù)經(jīng)濟委員會，北京 100107；3.中國化工環(huán)保協(xié)會 技術(shù)交流部，北京 100723）

我國綠色輪胎的發(fā)展現(xiàn)狀

郭 鵬1，趙文權(quán)2，吳 剛3

（1.北京國石安康科技有限公司，北京 100101；2.中國橡膠工業(yè)協(xié)會 技術(shù)經(jīng)濟委員會，北京 100107；3.中國化工環(huán)保協(xié)會 技術(shù)交流部，北京 100723）

介紹了歐盟頒布的《關(guān)于化學(xué)品注冊、評估、許可和限制法規(guī)》（REACH法規(guī)）以及輪胎標(biāo)簽法等有關(guān)綠色輪胎的法規(guī)及實施情況。從輪胎設(shè)計及對原輔材料的選用等方面概括了綠色輪胎的主要技術(shù)要求。綜述了我國綠色輪胎的發(fā)展現(xiàn)狀。對我國綠色輪胎的發(fā)展提出了提高行業(yè)整體工藝水平、產(chǎn)品升級換代、制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、自愿進行綠色輪胎認(rèn)證等建議。

綠色輪胎；輪胎標(biāo)簽法；環(huán)保；發(fā)展現(xiàn)狀

我國是全球主要的輪胎生產(chǎn)基地之一。從2005年開始，我國的輪胎產(chǎn)量一直居世界第一。目前國內(nèi)的輪胎生產(chǎn)企業(yè)約500家。據(jù)統(tǒng)計，2012年我國輪胎總產(chǎn)量約為4.7億條，出口量占國內(nèi)生產(chǎn)總量的三分之一，子午化率達88％。

在汽車行駛過程中，能量會被各種阻力消耗，其中約20％的汽油被輪胎的滾動阻力所消耗。以滾動阻力和濕地抓地性能相結(jié)合劃分等級，滿足某指標(biāo)的輪胎稱為低油耗輪胎，或稱綠色輪胎。使用綠色輪胎可以降低這方面的能量消耗，從而達到省油的目的。隨著人們環(huán)保意識的不斷增強，在繼續(xù)努力降低輪胎滾動阻力的同時，已開始重視使用不污染環(huán)境的材料制造輪胎，而且努力延長輪胎的行駛里程，以減少廢輪胎的數(shù)量。綠色輪胎的廣泛使用每年將為全球節(jié)省數(shù)百萬桶原油，并且顯著降低CO2的排放量。推進綠色輪胎產(chǎn)業(yè)化工作是國家節(jié)能減排的要求和輪胎行業(yè)自身發(fā)展的要求。

本文介紹了國外關(guān)于綠色輪胎的法規(guī)和要求，從輪胎設(shè)計及對原輔材料的選用等方面概括了綠色輪胎的主要技術(shù)要求，綜述了我國綠色輪胎的發(fā)展現(xiàn)狀，并對我國綠色輪胎的發(fā)展提出建議。

1 國外關(guān)于綠色輪胎的法規(guī)

2006年歐盟頒布了《關(guān)于化學(xué)品注冊、評估、許可和限制法規(guī)》（REACH法規(guī)），2007年開始在歐盟全面實施。2008年在歐洲、北美對輪胎和再生膠的生產(chǎn)開始執(zhí)行REACH法規(guī)。為了達到相關(guān)法規(guī)的要求，國外的橡膠企業(yè)開發(fā)了新型的輪胎材料品種，禁用芳烴油［1］和重金屬類材料。目前一些環(huán)保的新型輪胎材料已在橡膠行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，減少了環(huán)境污染，同時輪胎的使用性能也得到了不同程度的改善。

2012年11月歐盟開始實施輪胎標(biāo)簽法。該法規(guī)將輪胎的滾動阻力、噪聲值和濕地抓地性能等綜合劃分為7個等級，性能最佳的為A級，最差的為G級。達不到最低限定值（F級）的輪胎不得在歐盟境內(nèi)銷售。輪胎標(biāo)簽法的實施提高了輪胎進入歐盟市場的技術(shù)門檻。2012年11月1日歐盟還實施了關(guān)于燃料效率及其他必要基本參數(shù)的輪胎標(biāo)簽指令（包括燃料效率、抗?jié)窕燃壓屯獠繚L動噪聲值）。其中，輪胎噪聲值已于2009年10月1日先行實施。

2007年美國通過了包含輪胎標(biāo)簽規(guī)定的法律，目前行業(yè)團體和監(jiān)管機構(gòu)已對這一法律進行了修改。美國制定的新能源政策明確規(guī)定，2016年前平均每加侖汽油行駛里程必須達到35.5英里（即15.1 km/L）。這意味著對輪胎的性能提出了更高的要求，而只有低滾動阻力輪胎才能滿足這一要求。

輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）是在輪胎制造過程中內(nèi)設(shè)的一種傳感器，可對輪胎的使用氣壓等進行監(jiān)測。TPMS作為汽車配件的安全系統(tǒng)，預(yù)計2015年將被列入北美及歐盟的法規(guī)中強制執(zhí)行。在北美，現(xiàn)已要求在新汽車輪胎上使用TPMS，否則不準(zhǔn)上市銷售，并準(zhǔn)備立法。歐洲也已開始研究對使用TPMS進行立法。

自2010年開始，日本已執(zhí)行自愿性輪胎標(biāo)簽制度。2011年11月14日，韓國啟用自愿性輪胎標(biāo)簽制度，要求在輪胎上標(biāo)識滾動阻力和濕地抓地性能的等級，并于2012年11月強制實施了輪胎標(biāo)簽法。巴西正在醞釀制定類似的輪胎標(biāo)簽法規(guī)。

2 綠色輪胎的技術(shù)要求

綠色輪胎的概念不僅包含了產(chǎn)品本身的節(jié)油環(huán)保，還包括了制造過程的綠色環(huán)保和清潔生產(chǎn)的內(nèi)容，即輪胎生產(chǎn)全過程踐行綠色制造理念，應(yīng)用周期倡導(dǎo)綠色使用。綠色輪胎應(yīng)符合以下整體要求：使用環(huán)保、無毒無害、符合歐盟REACH標(biāo)準(zhǔn)的原材料，生產(chǎn)過程實現(xiàn)低能耗、低噪音、低粉塵、低煙氣，產(chǎn)品具有低滾動阻力、低燃油消耗、出色的操縱穩(wěn)定性、更短的制動距離、更好的耐磨性、可多次翻新等特性。

2.1 綠色輪胎的設(shè)計途徑

從理論上講，降低汽車耗油量的途徑有輕量化、減小輪胎滾動阻力及采用稀混合氣發(fā)動機等。實際上，只有減小輪胎滾動阻力才是最切實可行的綠色輪胎設(shè)計途徑。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，輪胎的模具、花紋設(shè)計和輪胎結(jié)構(gòu)及材料均對輪胎的滾動阻力產(chǎn)生影響。克服輪胎滾動阻力的耗油量占汽車總耗油量的14.4％，而僅由胎面產(chǎn)生的滾動阻力就占輪胎滾動阻力的49％，其他部件的滾動阻力占輪胎滾動阻力的比例分別為：胎側(cè)14％、胎體11％、胎圈11％、帶束層8％、其余部件7％。由胎面直接造成的耗油量約占汽車總耗油量的7.1％，降低胎面的滾動阻力并保證抗?jié)窕阅芰己檬蔷G色輪胎最基本的要求。

綠色輪胎技術(shù)主要從選擇合適的膠種和配合劑、改進胎面膠料的配方入手，再輔以減薄胎體、優(yōu)化輪胎輪廓等結(jié)構(gòu)設(shè)計手段，來達到降低輪胎滾動阻力的目的。計算機輔助設(shè)計技術(shù)的介入和聚合物分子定向設(shè)計成果的推出，將加速綠色輪胎的開發(fā)進程［2］。

2.2 對綠色輪胎原輔材料的要求

目前，使用綠色原料生產(chǎn)安全環(huán)保產(chǎn)品是輪胎及其上下游企業(yè)需要共同面對的問題。要想達到真正的綠色制造，原輔材料的選用將是十分重要的環(huán)節(jié)。原輔材料生產(chǎn)廠家必須提供滿足歐盟環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)（REACH法規(guī)）要求的檢測報告，并在生產(chǎn)制造過程中對原輔材料的環(huán)保指標(biāo)符合情況進行有效的跟蹤監(jiān)控。

2.2.1 原材料

釹系順丁橡膠主要用于生產(chǎn)綠色輪胎的胎面和胎側(cè)，其滾動阻力低于許多其他輪胎橡膠。此外，它還能減小輪胎磨損，在提高汽車安全性、延長輪胎使用壽命等方面發(fā)揮著重要的作用。溶聚丁苯橡膠主要用作綠色輪胎的胎面膠料，可降低滾動阻力，同時改善在濕滑路面的抓地性能。

2.2.2 助劑

近年來，橡膠助劑行業(yè)一直在大力提倡以環(huán)保、安全、節(jié)能為中心發(fā)展綠色化工，積極推進橡膠助劑的全面清潔生產(chǎn)。以對苯二胺類防老劑、次磺酰胺類促進劑等為代表的綠色產(chǎn)品已成為我國橡膠助劑行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品，這為輪胎行業(yè)使用綠色環(huán)保材料提供了保障。

2.2.3 骨架材料

骨架材料主要包括鋼絲和纖維材料。高性能的骨架材料可降低輪胎的滾動阻力。2008年以來，國外骨架材料生產(chǎn)企業(yè)推出了高強力、低線密度的簾線，取代了傳統(tǒng)的產(chǎn)品。新型骨架材料的應(yīng)用，在減輕輪胎質(zhì)量的同時，改善了輪胎的性能。

2.2.4 白炭黑

高分散性白炭黑因其具有超強的黏附力、耐磨性、抗撕裂及抗老化等性能，成為黑色橡膠制品中部分炭黑的替代品，是越野輪胎、工程輪胎、子午胎等高質(zhì)量輪胎的重要補強材料。高分散性白炭黑的使用，不僅能提高橡膠制品的強度，還可降低膠料的生熱和滯后損失（滯后損失為試片受外力拉伸后，收縮時所損失的功與原伸長時所需功的比值），從而降低輪胎的滾動阻力，起到節(jié)約燃料、降低汽車廢氣排放量的作用［3］。

2.3 綠色輪胎的優(yōu)點

1）更低的滾動噪音。很多情況下，輪胎的滾動噪音甚至高于引擎的聲音。綠色輪胎表面采用特殊的不規(guī)則花紋，可以降低輪胎的滾動噪音。

2）更低的耗油量。綠色輪胎可降低20％～30％的滾動阻力，從而可降低5％～7％的耗油量。

3）更出色的安全性能。綠色輪胎具有更出色的操縱穩(wěn)定性、更短的制動距離以及更好的耐損壞性，從而減少交通事故的發(fā)生。對比歐盟輪胎標(biāo)簽，等級越高的輪胎其制動距離越短。

3 我國綠色輪胎的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國的綠色輪胎產(chǎn)業(yè)正在快速發(fā)展，但與國際先進水平相比，仍然存在較大的差距。目前我國絕大部分的半鋼胎和70％的全鋼胎可以達到歐盟輪胎標(biāo)簽法規(guī)第一階段的要求，但達不到第二階段的要求［4］。

歐盟頒布的輪胎標(biāo)簽法規(guī)對于輪胎行業(yè)既是挑戰(zhàn)，也是機遇。我國的部分行業(yè)龍頭企業(yè)正在加快綠色輪胎技術(shù)創(chuàng)新的步伐，綠色輪胎開發(fā)取得了重要的進展。玲瓏輪胎股份有限公司研發(fā)的綠色環(huán)保轎車輪胎已達到歐盟標(biāo)簽法C/C/2級的要求，比現(xiàn)有的普通級別輪胎的滾動阻力降低了30％以上，達到世界一流汽車廠的配套要求，耗油量降低了3％～5％。三角集團有限公司出口歐盟的三類輪胎（轎車胎、輕卡車胎、卡車胎及公共汽車輪胎）全部達到或超過歐盟標(biāo)簽法第一階段的要求。賽輪股份有限公司積極推進輪胎產(chǎn)品的安全、環(huán)保認(rèn)證，對輪胎的結(jié)構(gòu)設(shè)計及配方進行優(yōu)化，降低了輪胎的滾動阻力和動態(tài)生熱，使輪胎在節(jié)能、環(huán)保、安全方面的性能均顯著提高，公司出口美國的產(chǎn)品已經(jīng)通過了美國環(huán)保署的Smartway認(rèn)證，是國內(nèi)第二家通過認(rèn)證的輪胎生產(chǎn)企業(yè)。山東金宇輪胎集團有限公司在配方、工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計和檢測等方面進行了綠色輪胎的開發(fā)，所生產(chǎn)的70多個型號的輪胎經(jīng)過荷蘭交通部門的檢測，濕地抓地性能達到A級，滾動阻力達到B級，滾動噪聲值接近世界先進水平。

4 對我國綠色輪胎發(fā)展的建議

4.1 提高行業(yè)的整體工藝水平

近幾年，世界輪胎生產(chǎn)技術(shù)取得了突破性的進展，主要體現(xiàn)在兩方面：一是設(shè)計方法的改進，采用大型計算機、有限元分析及仿真模擬等手段，顯著縮短了產(chǎn)品的設(shè)計周期，降低了生產(chǎn)成本；二是生產(chǎn)工藝發(fā)生重大改變，向低能耗、低污染、高效率、高精度、全自動化方向發(fā)展，降低了人為因素的影響，提高了產(chǎn)品的一致性。目前，我國輪胎生產(chǎn)企業(yè)在綠色輪胎的設(shè)計、生產(chǎn)、工藝等方面與國外知名輪胎生產(chǎn)企業(yè)相比仍存在較大的差距。我國輪胎生產(chǎn)企業(yè)要提高行業(yè)的整體工藝水平，縮短與世界先進技術(shù)的差距。

4.2 產(chǎn)品升級換代

發(fā)達國家早已改變了傳統(tǒng)的輪胎生產(chǎn)模式，我國也必須加快轉(zhuǎn)型的步伐，由量的簡單增長轉(zhuǎn)向質(zhì)的普遍提高。要著力抓好輪胎的升級換代，由老的三化（子午化、扁平化、無內(nèi)胎化）躍上新的三化（高速安全化、節(jié)能環(huán)?；?、超高性能化），用幾年到幾十年的時間，進入安全智能輪胎的新時代。

4.3 制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)

我國工業(yè)和信息化部正在抓緊制定《綠色輪胎技術(shù)規(guī)范》，將對綠色輪胎進行產(chǎn)品分級并加貼標(biāo)簽向社會推薦；擬通過使用輪胎生產(chǎn)企業(yè)準(zhǔn)入公告申請書來提高輪胎行業(yè)的準(zhǔn)入條件，以此淘汰落后的生產(chǎn)技術(shù)，抑制產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性過剩。

4.4 自愿進行綠色輪胎的認(rèn)證

為了加快推進我國綠色輪胎的發(fā)展，現(xiàn)階段應(yīng)盡快推行綠色輪胎的自愿認(rèn)證和自愿聲明。因為目前國內(nèi)的相關(guān)法律、法規(guī)還不夠健全，企業(yè)對法律的認(rèn)識和自覺執(zhí)行的水平也參差不齊，故不宜采用歐州的完全自我聲明的形式，而應(yīng)由政府授權(quán)的專業(yè)機構(gòu)按標(biāo)準(zhǔn)實施認(rèn)證，根據(jù)認(rèn)證結(jié)果自愿聲明的方法進行綠色輪胎的認(rèn)證。

5 結(jié)語

中國是全球最大的輪胎生產(chǎn)國。隨著人們安全和環(huán)保意識的增強，對輪胎的性能和品質(zhì)也提出了更高的要求。綠色輪胎不僅是一個環(huán)保概念，它還包含著將輪胎工業(yè)從高投入、高消耗、高排放、低效益的外延式發(fā)展方式，轉(zhuǎn)變?yōu)榈屯度搿⒌拖?、低排放、高效益的?nèi)涵式發(fā)展方式的深刻內(nèi)涵。綠色輪胎是橡膠工業(yè)未來重要的發(fā)展方向之一。

［1］ 趙平，謝其誠，李文東.環(huán)保芳烴油對充油SBR性能的影響［J］.輪胎工業(yè)，2007，27（3）：151 - 158.

［2］ 蔣鵬程，陳福林，曹有名，等.綠色輪胎胎面膠配方進展研究［J］.合成橡膠工業(yè)，2009，32（4）：332 -338.

［3］ 劉力，張立群，馮予星，等.綠色輪胎研究的發(fā)展［J］.橡膠工業(yè)，1999，46（4）：245 - 248.

［4］ 蔡為民.推動綠色輪胎產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迫在眉睫［J］.橡塑技術(shù)與裝備，2012，38（10）：18 - 19.

（編輯 祖國紅）

·信息與動態(tài)·

從副產(chǎn)物和廢水中回收和純化乙二醇

Chem Eng，2014 - 03 - 01

GlyEco公司開發(fā)出從多種工業(yè)副產(chǎn)品和廢水中回收提純乙二醇的工藝，生產(chǎn)出的乙二醇符合用于生產(chǎn)純凈級防凍液的ASTM國際標(biāo)準(zhǔn)組織規(guī)格。

目前的乙二醇回收工藝使用的原料是廢棄防凍液，來源緊缺且相對昂貴，且回收得到的乙二醇一般不具有頂級牌號所需的純度。GlyEco公司的工藝不僅能從廢棄防凍液中回收乙二醇，也可以利用幾種低成本工業(yè)副產(chǎn)品和廢水。這些廢水含有聚對苯二甲酸乙二醇酯塑料、環(huán)氧乙烷醫(yī)用滅菌劑、飛機除冰液及其他產(chǎn)品生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)品。

該GlyEco工藝的獨特之處是其預(yù)處理步驟，來自不同企業(yè)的具有不同化學(xué)成分的含有乙烯-乙二醇的廢水通過一系列專有的物理和化學(xué)步驟，使它們?nèi)纪瑯舆m合初級處理步驟。經(jīng)過仔細(xì)分析潛在的物料流，GlyEco公司開發(fā)出多種實驗室工藝，對這些廢水的有問題組分進行化學(xué)修飾，使它們能夠通過采用相對標(biāo)準(zhǔn)的裝置操作（如過濾、相分離、真空蒸餾和離子交換）以達到非常高的水平純化。有機雜質(zhì)、無機離子、酸和顏色需要被充分除去，以獲得純凈級乙二醇。

在初級處理步驟中，復(fù)雜的真空蒸餾系統(tǒng)從揮發(fā)性高或低的污染物中分離出相對純凈的乙二醇。然后是一個后處理步驟，剩余的離子、酸和顏色都被除去，以產(chǎn)生符合純凈防凍液級規(guī)格的乙二醇。

相對于來自石化裝置的純凈乙二醇，GlyEco公司工藝回收的乙二醇具有顯著的成本優(yōu)勢。 位于美國新澤西州Elizabeth的GlyEco公司的裝置將分階段啟動，第一步將生產(chǎn)和銷售商業(yè)數(shù)量的純凈級乙二醇，預(yù)計2014年后期產(chǎn)能將達到1×107gal/a（1 gal = 3.785 L）。

（以上由趙淑戰(zhàn)供稿）

Dow化學(xué)公司采用水處理技術(shù)使頁巖氣污水再生利用

石油化學(xué)新報（日），2013（4776）：5

美國Dow化學(xué)公司采用超濾與反滲透技術(shù)，可將美國德克薩斯州頁巖氣水力壓裂開采現(xiàn)場產(chǎn)生的回注水和油污染水通過凈化再生利用。由于該地區(qū)水源不足、土壤干燥，回注水和油污染水的再生利用受到好評。

Dow公司的子公司在該地區(qū)采用超濾技術(shù)和反滲透技術(shù)制造的可移動水處理裝置“HIPPO”已開始投入使用。該裝置可以把在開采現(xiàn)場產(chǎn)生的油污染水轉(zhuǎn)化成淡水、濃鹽水及烴，出水可以再生利用。出水中硼的質(zhì)量濃度由原來的9×10-5mg/L可以降至5×10-6mg/L以下。這樣，頁巖氣的開采可以不增加新的淡水資源，使用處理過的污水作為破碎流體，從而達到再生利用的目的，最大限度地減少了淡水的消費，降低了生產(chǎn)成本，同時污水處理的工藝操作也很容易。

（以上由張司苒供稿）

Development Status of Green Tire in China

Guo Peng1，Zhao Wenquan2，Wu Gang3
（1.Beijing Guoshiankang Technology Co.Ltd.，Beijing 100101，China；2.Technical and Economic Committee，China Rubber Industry Association，Beijing 100107，China；3.Technical Interchange Section，China Chemical Industry Environmental Protection Association，Beijing 100723，China）

The laws and regulations issued by European Union about green tire， such as Registration，Evaluation， Authorization and Restriction of Chemicals（REACH）and the Tire Labeling Law，and their implementing situation are introduced.The main technical requirements for green tire are summarized in aspects of tire design and material selection and so on.The development status of green tire in China are reviewed and some suggestions are put forward，such as：improving the process level of the overall industry，upgrading the products，setting standards and voluntary asking for green tire certif cation，and so on.

green tire；tire labeling law；environmental protection；development status

TQ336.1

A

1006 - 1878（2014）04 - 0332 - 04

2014 - 01 - 24；

2014 - 03 - 14。

郭鵬（1955—），男，北京市人，大學(xué)，工程師，主要從事石油和化工行業(yè)綠色化工研究。電話 13801011550，電郵ppengguo@gmail.com。聯(lián)系人：吳剛，電話 13161148254，電郵wugang969@126.com。