在日前于西安舉辦的中國能源·化工強國大會上，中國工程院院士、西安交通大學校長張立群作《面向節能和可持續發展的綠色輪胎技術》主旨報告。他介紹了輪胎“魔三角”難題的微觀機制和輪胎材料分子設計策略，提出了以創新支撐橡膠工業可持續發展的四條有效路徑。
橡膠制品承載著現代社會和工業的運轉，伴隨著人類日常生活的方方面面。我國橡膠工業更是連續多年穩居世界領先地位，對國民經濟貢獻巨大。面對天然橡膠自產不足、對外依存度較高、合成橡膠依賴進口等挑戰，橡膠工業的可持續發展之路顯得尤為迫切。
張立群提出了輪胎行駛過程中油耗或能耗來自于材料內分子尺度和納米尺度的內摩擦，闡明了輪胎耐磨性、節油性、安全性這一“魔三角”難題的微觀機制，并提出了相應的解決方案。基于此，張立群研究團隊與玲瓏輪胎合作制造出高耐磨、節油、安全輪胎，效果與國際著名的米其林輪胎相當。團隊首次提出面向高性能綠色輪胎的超級自組裝彈性體概念，結合分子模擬、機器學習等先進手段革新了納米復合橡膠，且初步實現了超耐磨轎車輪胎澆注胎面規模化制備。
張立群還分享了以創新支撐橡膠工業可持續發展的有效路徑。
一是天然橡膠和第二天然橡膠。張立群指出，天然橡膠是低碳綠色行業，全生命周期排碳比合成橡膠低4.3倍，我國歷來重視天然橡膠產業的發展。目前，第二天然橡膠蒲公英橡膠也受到關注，已建成百噸級綠色水基蒲公英橡膠中試裝置。
二是生物基衣康酸酯橡膠。張立群介紹，目前衣康酸脂國內年產能約為10萬噸。研究團隊通過分子設計制備生物基衣康酸酯橡膠，實現了從實驗室到千噸級生物基衣康酸酯橡膠示范生產線。基于這一生物基橡膠材料，研究團隊制備出生物基綠色輪胎、傳動帶、乳膠手套等產品。
三是可降解生物基聚酯橡膠。在橡膠材料中引入酯基官能團可實現輪胎的生物降解性，研究團隊制備的交聯后納米復合材料在110天內降解率達到70%以上，且無重金屬殘留，符合國際標準。研究團隊還利用該材料制造了全球首批可降解輪胎、世界首雙可降解鞋子。2023年，萬噸級生物基可降解聚酯橡膠產業化項目簽約儀式成功舉辦，得到了廣泛關注。未來這一先進材料有望在電池領域發揮更大作用。
四是廢舊輪胎綠色高值化再利用。研究團隊發明了多階螺桿連續脫硫綠色制備再生橡膠技術，實現了制備固體再生橡膠的環保、安全、連續清潔、自動化，以及產品性能的優異穩定。這一技術也實現了應用推廣，先后建立近20條生產線，年制備約10萬噸再生膠，年處理廢載重輪胎近15萬噸，經濟效益和社會效益顯著。此外，研究團隊發明了高性能廢輪胎膠粉改性瀝青關鍵技術，目前已在包頭用于制造綠色環保建筑材料。
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