高起點(diǎn)基礎(chǔ)研究助力我國(guó)橡膠行業(yè)快速做大做強(qiáng)
——訪怡維怡橡膠研究院院長(zhǎng)王夢(mèng)蛟博士

本刊記者

(全國(guó)橡膠塑料設(shè)計(jì)技術(shù)中心，北京 100143)

本刊記者：王博士, 怡維怡橡膠研究院是個(gè)什么樣的機(jī)構(gòu)？目前您是怡維怡橡膠研究院院長(zhǎng)，能否的把研究院的情況先向讀者介紹一下？

王夢(mèng)蛟博士：2009年，經(jīng)國(guó)家科技部批復(fù)，由軟控集團(tuán)與青島科技大學(xué)承建國(guó)家橡膠與輪胎工程技術(shù)研究中心，而怡維怡橡膠研究院作為國(guó)橡中心的直屬研發(fā)機(jī)構(gòu)，從籌建之初，就緊緊圍繞 “做一條好輪胎”，“搭建世界最優(yōu)橡膠輪胎產(chǎn)業(yè)鏈”的戰(zhàn)略目標(biāo)，專注于橡膠基礎(chǔ)研究，致力于橡膠新材料的研發(fā)與創(chuàng)新。中國(guó)目前的輪胎產(chǎn)量世界第一，但是我國(guó)輪胎業(yè)附加值低，大而不強(qiáng)。美國(guó)的“雙反”和發(fā)達(dá)國(guó)家相繼推出的“標(biāo)簽法”更對(duì)中國(guó)輪胎行業(yè)造成很大沖擊。在此背景下，怡惟怡深知唯有在基礎(chǔ)研究和橡膠新材料上下功夫，才能有力支撐中國(guó)橡膠輪胎產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新轉(zhuǎn)型升級(jí)，所以搭建了一支專業(yè)配置優(yōu)良、年齡結(jié)構(gòu)合理的具有國(guó)際水準(zhǔn)的研發(fā)隊(duì)伍。由國(guó)際知名的輪胎設(shè)計(jì)專家、原米其林中國(guó)轎車及輕卡原裝配套部執(zhí)行總監(jiān)許叔亮任常務(wù)副院長(zhǎng)，著名橡膠助劑專家、美國(guó)哥倫比亞化學(xué)公司前首席科學(xué)家王衛(wèi)東博士任副院長(zhǎng)，并吸納了橡膠材料領(lǐng)域?qū)＜彝蹑貌┦浚ā扒擞?jì)劃”專家），“輪胎有限元分析”開(kāi)拓者、前普利司通首席專家中島幸雄博士（泰山學(xué)者）等等一批國(guó)際專家，擁有150余名員工，研究生及以上學(xué)歷占到61%，中高級(jí)職稱占到50.8%，國(guó)內(nèi)外知名行業(yè)專家19人。除了擁有強(qiáng)大的人才團(tuán)隊(duì)外，研究院在設(shè)備上也加大了投入力度，采購(gòu)了各類設(shè)備596臺(tái)，設(shè)備原值達(dá)2.5億元，足以支持材料物性測(cè)試、化學(xué)分析、制品剖析等各種研發(fā)工作。怡維怡研究院的研發(fā)工程師還自主設(shè)計(jì)、研發(fā)制造了多套實(shí)現(xiàn)特殊功能的實(shí)驗(yàn)儀器，以滿足前沿科研探索的需要。

本刊記者：2017年，怡維怡橡膠研究院“輪胎用合成橡膠連續(xù)液相混煉新技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用示范”通過(guò)了科技成果鑒定，這個(gè)項(xiàng)目就是由您提出的。該項(xiàng)目被整個(gè)橡膠行業(yè)稱之為“液體黃金”。那么這個(gè)“液體黃金”究竟是個(gè)什么樣的技術(shù)呢？它的問(wèn)世給我國(guó)橡膠行業(yè)帶來(lái)了什么樣的影響呢？

王夢(mèng)蛟博士：輪胎的性能主要取決于橡膠材料的性能和輪胎結(jié)構(gòu)及花紋設(shè)計(jì)。怡維怡橡膠研究院自2013年就開(kāi)始進(jìn)行合成橡膠濕法混煉工藝技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)，成果產(chǎn)品便是EVEC。這種以連續(xù)液相法制備的合成膠/白炭黑母膠，相比傳統(tǒng)膠料具有制造工藝簡(jiǎn)化、分散性更好、加工性能好的優(yōu)點(diǎn)，且混煉能耗可降低20%以上；而由于橡膠與填料的相互作用高，且填料與填料之間的相互作用低，所以表征輪胎滾動(dòng)阻力的動(dòng)態(tài)滯后損失低，表征輪胎抗?jié)窕阅艿膭?dòng)態(tài)滯后損失高，表征輪胎耐磨性能的補(bǔ)強(qiáng)因子高，材料的最終性能相較于傳統(tǒng)的干法混煉橡膠有顯著提高。

這種材料在僅作為胎面膠使用、原有輪胎結(jié)構(gòu)和花紋并未改變的情況下，輪胎綜合性能指標(biāo)即達(dá)到了當(dāng)前世界最高質(zhì)量等級(jí)，足見(jiàn)該材料的神奇。EVEC是世界上迄今唯一一種能夠同時(shí)改善滾動(dòng)阻力、抗?jié)窕阅?、耐磨性能并使各?xiàng)指標(biāo)都達(dá)到最佳水平的輪胎胎面膠料。

2017年，賽輪金宇集團(tuán)利用EVECTM膠生產(chǎn)的綠色輪胎，經(jīng)世界權(quán)威輪胎檢測(cè)機(jī)構(gòu)西班牙Idiada認(rèn)證，成功打破了“魔鬼三角定律”，在不降低耐磨性能的前提下，輪胎抗?jié)窕阅芎蜐L動(dòng)阻力可同時(shí)達(dá)到了歐盟標(biāo)簽法規(guī)A/B級(jí)或B/A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，耐磨性能也比傳統(tǒng)輪胎大幅提升了15%以上，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

EVECTM膠的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用必將加速我國(guó)輪胎企業(yè)產(chǎn)品升級(jí)進(jìn)程，不僅將使中國(guó)輪胎產(chǎn)品打入歐美市場(chǎng)更加暢通無(wú)阻、附加值更高，還將充分體現(xiàn)出科技創(chuàng)新在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型中的引領(lǐng)作用，推動(dòng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，促進(jìn)我國(guó)輪胎產(chǎn)業(yè)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換。

本刊記者：關(guān)于“液體黃金”，它的研發(fā)背景是什么，研發(fā)的過(guò)程中碰到了哪些阻礙？又是怎樣一一克服的呢？

王夢(mèng)蛟博士：事實(shí)上，EVEC?膠項(xiàng)目的研發(fā)過(guò)程，異常艱難。2017年年初的時(shí)候，膠料中試時(shí)產(chǎn)品性能的驗(yàn)證結(jié)果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，EVEC?膠料終于取得了階段性勝利，在大家都興高采烈開(kāi)展擴(kuò)大化試驗(yàn)工作時(shí)，所得的產(chǎn)品性能結(jié)果與原中試在滯后損失的一個(gè)指標(biāo)偏差了5%左右，不過(guò)僅僅5%作為擴(kuò)大化試驗(yàn)帶來(lái)的誤差再正常不過(guò)了，因?yàn)閷?duì)于大量的膠料來(lái)說(shuō)5%的差距簡(jiǎn)直微乎其微。

此時(shí)研發(fā)團(tuán)隊(duì)面臨兩個(gè)選擇，一是歸結(jié)于工業(yè)化帶來(lái)的誤差，不予理會(huì)；二是深究原因，從根本上解決這個(gè)問(wèn)題。在大部分人都傾向選擇一的時(shí)候，我覺(jué)得必須要深究這5%為什么會(huì)出現(xiàn)？不能含糊其辭的就這樣放任！我們立刻召集研發(fā)、檢測(cè)、設(shè)備等方向的骨干人員組成臨時(shí)項(xiàng)目組，全天候進(jìn)行試驗(yàn)，查找原因，一有結(jié)果，立刻組織會(huì)議進(jìn)行討論分析。最終目標(biāo)是從機(jī)理方面找出原因，明確為什么這個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)影響最后的性能，要有理論根據(jù)。

經(jīng)過(guò)該項(xiàng)目組十幾人近6個(gè)月的嘗試推理、論證，不斷的摸索，反復(fù)試驗(yàn)，確定產(chǎn)生偏差原因是設(shè)備設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)一個(gè)缺陷，導(dǎo)致了這一點(diǎn)點(diǎn)的誤差。雖然只有5%的偏差，但是我們的團(tuán)隊(duì)選擇了“就要跟自己過(guò)不去”，不達(dá)目的不肯罷休，并且知其然更要知其所以然，避免日后的試驗(yàn)出現(xiàn)同類問(wèn)題，這才是研發(fā)人員真正應(yīng)該有的素養(yǎng)：誠(chéng)信、求實(shí)、創(chuàng)新，毫不含糊。 正是也正是對(duì)研發(fā)的堅(jiān)守和執(zhí)著，怡惟怡橡膠研究院終于迎來(lái)收獲。2017年，怡惟怡擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，世界首創(chuàng)的合成橡膠濕法混煉技術(shù)榮獲《國(guó)際輪胎技術(shù)》雜志頒發(fā)的年度國(guó)際輪胎技術(shù)大獎(jiǎng)提名，使用該技術(shù)生產(chǎn)制備的橡膠新材料EVEC?膠更被業(yè)界贊譽(yù)為“液體黃金”。目前相關(guān)核心技術(shù)已經(jīng)申請(qǐng)發(fā)明專利35項(xiàng)、PCT 9項(xiàng)。

本刊記者：目前怡惟怡橡膠研究院技術(shù)和工藝研發(fā)方面有哪些新的進(jìn)展？

王夢(mèng)蛟博士：2018年3月，怡惟怡橡膠研究院牽頭實(shí)施的國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“橡膠濕法混煉新技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用示范”通過(guò)國(guó)家科技部驗(yàn)收，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。以此領(lǐng)先技術(shù)和工藝為依托的“橡膠新材料綠色聯(lián)合體項(xiàng)目”也已在青島董家口園區(qū)實(shí)施產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作。

本刊記者：在您這么多年的研究生涯中，您覺(jué)得橡膠行業(yè)目前亟待解決的問(wèn)題是什么，有什么建議呢？

王夢(mèng)蛟博士：輪胎是橡膠工業(yè)的主要產(chǎn)品，一直是橡膠行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的主要支撐。如何使綠胎跑起來(lái)，成為目前亟待解決的問(wèn)題之一。

目前在歐洲綠胎推廣的速度是全世界最快的。這一方面是歐盟政府和全民對(duì)環(huán)境保護(hù)和綠色運(yùn)動(dòng)的重視，另一方面，政府對(duì)輪胎準(zhǔn)入市場(chǎng)的最低滾阻力做出限定的同時(shí)，也規(guī)定凡達(dá)到C類以上等級(jí)的輪胎均獲得歐盟各國(guó)財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)。

要使綠胎跑起來(lái)，必須由政府推動(dòng)。我們可以效仿歐盟的辦法來(lái)加速綠胎的發(fā)展。但是根據(jù)我國(guó)輪胎工業(yè)的具體情況，設(shè)置準(zhǔn)入市場(chǎng)銷售的最低滾動(dòng)阻力容易，但由政府財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)所需資金籌集則不易。

解決辦法之一是國(guó)家設(shè)立“綠胎獎(jiǎng)勵(lì)基金”。基金的籌集采取“取之于斯，用之于斯”的方法，不動(dòng)用國(guó)家的財(cái)政收入。既然綠胎的主要經(jīng)濟(jì)效益來(lái)自節(jié)省燃油，可以用客戶節(jié)省的燃油支出作為綠胎的財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)基金。

本刊記者：能否請(qǐng)您舉個(gè)例子談一下“綠胎獎(jiǎng)勵(lì)基金”中的“取之于斯，用之于斯”的具體做法呢？

王夢(mèng)蛟博士：由政府出面，將燃油的價(jià)格提高，所得收入專用于“綠胎獎(jiǎng)勵(lì)基金”。譬如，在油價(jià)中每升增加5分錢(qián)(不到油價(jià)的1%)。以一般乘用車為例，每行駛100 km消耗10 L燃油計(jì)算，對(duì)輪胎使用壽命為10萬(wàn)km的輪胎來(lái)講，在整個(gè)輪胎行駛過(guò)程中，因燃油的漲價(jià)使用者多支出500元，即每條輪胎多支出的油費(fèi)為125元。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示見(jiàn)表1～3，當(dāng)使用B級(jí)或C級(jí)的輪胎時(shí)，用戶節(jié)省的燃油費(fèi)則分別從840元/條和660元/條降至715元/條和535元/條。如果將125元中的110元或70元分別獎(jiǎng)勵(lì)B級(jí)或C級(jí)輪胎的制造公司，而要求輪胎制造商將輪胎的價(jià)格降為普通胎的價(jià)格出售。在這一方案中，每銷售一條B級(jí)或C級(jí)胎，獎(jiǎng)勵(lì)基金尚余15元或55元。而從一條普通胎的銷售中可得125元作為其浪費(fèi)燃油及有害環(huán)保的懲罰。

表1 傳統(tǒng)輪胎、綠胎及綠胎+性能比較

表2 綠胎的優(yōu)點(diǎn)乘用車胎—滾動(dòng)阻力

對(duì)于安裝22條12R22.5輪胎的卡車而言，假若輪胎使用壽命為20萬(wàn)km，每100 km耗燃油40 L，則每輛車的耗油為80 000 L，以每升提價(jià)5分錢(qián)計(jì)，用戶多支出的燃油費(fèi)4 000元。每條輪胎因燃油提價(jià)所增加的油費(fèi)為182元，其中120元獎(jiǎng)勵(lì)輪胎公司。如果普通胎的售價(jià)為1 500元/條，而允許輪胎廠的售價(jià)只增加10%，即150元/條，相對(duì)于普通胎，輪胎公司生產(chǎn)每條B級(jí)輪胎的收益為270元。這不僅抵消了綠胎成本的增加（如成本的15%），利潤(rùn)也有相當(dāng)?shù)靥岣?。而輪胎用戶在這一過(guò)程中增加的支出為332元。由于每條綠胎節(jié)省的燃油費(fèi)為2 454元，其凈利為2 122元。即使用1 650元/條的綠胎，除使用輪胎不花錢(qián)外，還凈賺472元/條。在這一設(shè)計(jì)中，每銷售一條綠胎，獎(jiǎng)勵(lì)基金中還剩62元。誠(chéng)然，C級(jí)輪胎的獎(jiǎng)勵(lì)和銷售價(jià)將相應(yīng)的減少，但獎(jiǎng)勵(lì)基金所得數(shù)額將相應(yīng)地增加。

本刊記者：那么在上述方案中，如何保證投入市場(chǎng)中的輪胎質(zhì)量呢？

王夢(mèng)蛟博士：為防止亂標(biāo)級(jí)別以次充好，需要設(shè)立有權(quán)威性的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，定期在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)商品胎進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于檢測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)不到標(biāo)定級(jí)別者，進(jìn)行罰款并不準(zhǔn)進(jìn)入相應(yīng)的市場(chǎng)，同時(shí)降低生產(chǎn)者的誠(chéng)信等級(jí)。在確保輪胎的性能符合所標(biāo)記的級(jí)別外，為了減少由輪胎磨耗造成的大氣污染及保證輪胎的使用壽命，也需要對(duì)輪胎耐磨性能進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。鑒于室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際車輛行駛中的耐磨性缺乏相關(guān)性，必須將抽查的輪胎在試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)在標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行磨耗試驗(yàn),其指標(biāo)可以參考美國(guó)UTQG輪胎耐磨性能的標(biāo)準(zhǔn)制定。除了足夠的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室以外，還需建立足夠的輪胎試驗(yàn)場(chǎng)。因此需成立一非營(yíng)利性機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)獎(jiǎng)勵(lì)基金及測(cè)試機(jī)構(gòu)的建立和經(jīng)營(yíng)管理。所需資金亦從獎(jiǎng)勵(lì)基金支付。因此綠胎的推廣使用除使輪胎用戶、生產(chǎn)企業(yè)和國(guó)家實(shí)現(xiàn)三贏外，由于輪胎監(jiān)測(cè)及檢測(cè)機(jī)構(gòu)的建立，也將大大提高我國(guó)輪胎的制造水平。而所有這一切均在不增加國(guó)家財(cái)政支出的情況下實(shí)現(xiàn)的。

后記：

我國(guó)在歷經(jīng)了近20年的高速發(fā)展之后，目前已經(jīng)成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，在很多領(lǐng)域和行業(yè)都已經(jīng)位居世界第一，取得了震驚世人的發(fā)展成果。但沉下心來(lái)仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn)，我國(guó)很多行業(yè)的發(fā)展都是大而不強(qiáng)，在高端技術(shù)領(lǐng)域缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科研成果，只能靠引進(jìn)國(guó)外技術(shù)設(shè)備來(lái)滿足需求，在很多行業(yè)甚至受到國(guó)外公司的壟斷制約，嚴(yán)重受制于人。這一方面是因?yàn)槲覀儼l(fā)展的時(shí)間畢竟還短，缺乏底蘊(yùn)；另一方面，也有缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略眼光，片面追求經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，忽視基礎(chǔ)研究的原因。在認(rèn)識(shí)到這一局面后，國(guó)家也開(kāi)始逐步重視這一問(wèn)題。促進(jìn)校企聯(lián)合，成立國(guó)家橡膠與輪胎工程技術(shù)研究中心，加強(qiáng)橡膠行業(yè)基礎(chǔ)研發(fā)，是對(duì)行業(yè)發(fā)展的一大推動(dòng)力。怡維怡橡膠研究院獲得的研究成果，就是這方面最好的例證?！耙后w黃金” 的研發(fā)成功，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)橡膠輪胎行業(yè)向綠色、節(jié)能環(huán)保方向的發(fā)展起到了巨大的作用。希望王夢(mèng)蛟博士帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)能繼續(xù)前行，獲得更大的成果，將我國(guó)橡膠行業(yè)推上一個(gè)新的高峰。