王梦蛟 ?博士、教授,国家橡胶与轮胎工程技术研究中心首席科学家,怡维怡橡胶研究院院长。
  曾任北京橡胶工业研究设计院总工程师,法国科学院固体表面物理化学研究所研究员;德国德固萨公司高级科学家;美国卡博特公司首席科学家。发表科技文章近140篇,参加编着专业书籍7本,翻译橡胶专着5本,拥有国际专利20余项、美国专利40余项及中国专利30余项。
  王梦蛟博士被收入《美国名人录》(第58版)和《世界科学和技术名人录》(第8版); 是美国《橡胶化学与工艺》编委会委员;2006年荣获美国化学学会橡胶分会 Melvin Mooney 杰出科学技术奖;荣获美国化学学会橡胶分会终生荣誉会员;2012年荣获山东省泰山学者海外特聘专家称号。

  本刊记者:王博士, 怡维怡橡胶研究院是个什么样的机构?目前您是怡维怡橡胶研究院院长,能否的把研究院的情况先向读者介绍一下??
  王梦蛟博士:2009年,经国家科技部批复,由软控集团与青岛科技大学承建国家橡胶与轮胎工程技术研究中心,而怡维怡橡胶研究院作为国橡中心的直属研发机构,从筹建之初,就紧紧围绕 “做一条好轮胎”,“搭建世界最优橡胶轮胎产业链”的战略目标,专注于橡胶基础研究,致力于橡胶新材料的研发与创新。中国目前的轮胎产量世界第一,但是我国轮胎业附加值低,大而不强。美国的“双反”和发达国家相继推出的“标签法”更对中国轮胎行业造成很大冲击。在此背景下,怡惟怡深知唯有在基础研究和橡胶新材料上下功夫,才能有力支撑中国橡胶轮胎产业的创新转型升级,所以搭建了一支专业配置优良、年龄结构合理的具有国际水准的研发队伍。由国际知名的轮胎设计专家、原米其林中国轿车及轻卡原装配套部执行总监许叔亮任常务副院长,着名橡胶助剂专家、美国哥伦比亚化学公司前首席科学家王卫东博士任副院长,并吸纳了橡胶材料领域专家王婷博士(“千人计划”专家),“轮胎有限元分析”开拓者、前普利司通首席专家中岛幸雄博士(泰山学者)等等一批国际专家,拥有150余名员工,研究生及以上学历占到61%,中高级职称占到50.8%,国内外知名行业专家19人。除了拥有强大的人才团队外,研究院在设备上也加大了投入力度,采购了各类设备596台,设备原值达2.5亿元,足以支持材料物性测试、化学分析、制品剖析等各种研发工作。怡维怡研究院的研发工程师还自主设计、研发制造了多套实现特殊功能的实验仪器,以满足前沿科研探索的需要。
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  本刊记者:2017年,怡维怡橡胶研究院“轮胎用合成橡胶连续液相混炼新技术开发及应用示范”通过了科技成果鉴定,这个项目就是由您提出的。该项目被整个橡胶行业称之为“液体黄金”。那么这个“液体黄金”究竟是个什么样的技术呢?它的问世给我国橡胶行业带来了什么样的影响呢?
  王梦蛟博士:轮胎的性能主要取决于橡胶材料的性能和轮胎结构及花纹设计。怡维怡橡胶研究院自2013年就开始进行合成橡胶湿法混炼工艺技术的研究与开发,成果产品便是EVEC。这种以连续液相法制备的合成胶/白炭黑母胶,相比传统胶料具有制造工艺简化、分散性更好、加工性能好的优点,且混炼能耗可降低20%以上;而由于橡胶与填料的相互作用高,且填料与填料之间的相互作用低,所以表征轮胎滚动阻力的动态滞后损失低,表征轮胎抗湿滑性能的动态滞后损失高,表征轮胎耐磨性能的补强因子高,材料的最终性能相较于传统的干法混炼橡胶有显着提高。
  这种材料在仅作为胎面胶使用、原有轮胎结构和花纹并未改变的情况下,轮胎综合性能指标即达到了当前世界最高质量等级,足见该材料的神奇。EVEC是世界上迄今唯一一种能够同时改善滚动阻力、抗湿滑性能、耐磨性能并使各项指标都达到最佳水平的轮胎胎面胶料。
  2017年,赛轮金宇集团利用EVECTM胶生产的绿色轮胎,经世界权威轮胎检测机构西班牙Idiada认证,成功打破了“魔鬼三角定律”,在不降低耐磨性能的前提下,轮胎抗湿滑性能和滚动阻力可同时达到了欧盟标签法规A/B级或B/A级标准,耐磨性能也比传统轮胎大幅提升了15%以上,达到国际领先水平。
  EVECTM胶的产业化应用必将加速我国轮胎企业产品升级进程,不仅将使中国轮胎产品打入欧美市场更加畅通无阻、附加值更高,还将充分体现出科技创新在产业转型中的引领作用,推动供给侧结构性改革,促进我国轮胎产业新旧动能转换。
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  本刊记者:关于“液体黄金”,它的研发背景是什么,研发的过程中碰到了哪些阻碍?又是怎样一一克服的呢?
  王梦蛟博士:事实上,EVEC?胶项目的研发过程,异常艰难。2017年年初的时候,胶料中试时产品性能的验证结果达到了预期目标,EVEC?胶料终于取得了阶段性胜利,在大家都兴高采烈开展扩大化试验工作时,所得的产品性能结果与原中试在滞后损失的一个指标偏差了5%左右,不过仅仅5%作为扩大化试验带来的误差再正常不过了,因为对于大量的胶料来说5%的差距简直微乎其微。
  此时研发团队面临两个选择,一是归结于工业化带来的误差,不予理会;二是深究原因,从根本上解决这个问题。在大部分人都倾向选择一的时候,我觉得必须要深究这5%为什么会出现?不能含糊其辞的就这样放任!我们立刻召集研发、检测、设备等方向的骨干人员组成临时项目组,全天候进行试验,查找原因,一有结果,立刻组织会议进行讨论分析。最终目标是从机理方面找出原因,明确为什么这个环节会影响最后的性能,要有理论根据。
  经过该项目组十几人近6个月的尝试推理、论证,不断的摸索,反复试验,确定产生偏差原因是设备设计环节一个缺陷,导致了这一点点的误差。虽然只有5%的偏差,但是我们的团队选择了“就要跟自己过不去”,不达目的不肯罢休,并且知其然更要知其所以然,避免日后的试验出现同类问题,这才是研发人员真正应该有的素养:诚信、求实、创新,毫不含糊。 ? 正是也正是对研发的坚守和执着,怡惟怡橡胶研究院终于迎来收获。2017年,怡惟怡拥有自主知识产权,世界首创的合成橡胶湿法混炼技术荣获《国际轮胎技术》杂志颁发的年度国际轮胎技术大奖提名,使用该技术生产制备的橡胶新材料EVEC?胶更被业界赞誉为“液体黄金”。目前相关核心技术已经申请发明专利35项、PCT 9项。
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  本刊记者:目前怡惟怡橡胶研究院技术和工艺研发方面有哪些新的进展?
  王梦蛟博士:2018年3月,怡惟怡橡胶研究院牵头实施的国家科技支撑计划项目“橡胶湿法混炼新技术开发及应用示范”通过国家科技部验收,达到国际领先水平。以此领先技术和工艺为依托的“橡胶新材料绿色联合体项目”也已在青岛董家口园区实施产业化运作。

  本刊记者:在您这么多年的研究生涯中,您觉得橡胶行业目前亟待解决的问题是什么,有什么建议呢?
  王梦蛟博士:轮胎是橡胶工业的主要产品,一直是橡胶行业经济效益的主要支撑。如何使绿胎跑起来,成为目前亟待解决的问题之一。
  在欧洲绿胎推广的速度是全世界最快的。这一方面是欧盟政府和全民对环境保护和绿色运动的重视,另一方面,政府对轮胎准入市场的最低滚阻力做出限定的同时,也规定凡达到C类以上等级的轮胎均获得欧盟各国财政奖励。
  要使绿胎跑起来,必须由政府推动。我们可以效仿欧盟的办法来加速绿胎的发展。但是根据我国轮胎工业的具体情况,设置准入市场销售的最低滚动阻力容易,但由政府财政奖励所需资金筹集则不易。
  解决办法之一是国家设立“绿胎奖励基金”。基金的筹集采取“取之于斯,用之于斯”的方法,不动用国家的财政收入。既然绿胎的主要经济效益来自节省燃油,可以用客户节省的燃油支出作为绿胎的财政奖励基金。

  本刊记者:能否请您举个例子谈一下“绿胎奖励基金”中的“取之于斯,用之于斯”的具体做法呢?
  王梦蛟博士:由政府出面,将燃油的价格提高,所得收入专用于“绿胎奖励基金”。譬如,在油价中每升增加5分钱(不到油价的1%)。以一般乘用车为例,每行驶100 km消耗10 L燃油计算,对轮胎使用寿命为10万km的轮胎来讲,在整个轮胎行驶过程中,因燃油的涨价使用者多支出500元,即每条轮胎多支出的油费为125元。有关数据显示见表1~3,当使用B级或C级的轮胎时,用户节省的燃油费则分别从840元/条和660元/条降至715元/条和535元/条。如果将125元中的110元或70元分别奖励B级或C级轮胎的制造公司,而要求轮胎制造商将轮胎的价格降为普通胎的价格出售。在这一方案中,每销售一条B级或C级胎,奖励基金尚余15元或55元。而从一条普通胎的销售中可得125元作为其浪费燃油及有害环保的惩罚。
表1 传统轮胎、绿胎及绿胎+性能比较
? 普通轮胎 绿胎 绿胎+
胎面胶填料 炭黑 白炭黑 EVE胶-白炭黑
滚动阻力指数/% 73 100(C) 111(B级)
抗湿滑及操纵性指数/% 68 100(B级) 100(B级)
抗干滑及操纵性指数/% NA 100 103
耐磨性能指数/% 115 100 130
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表2 绿胎的优点乘用车胎—滚动阻力
? 由G级到C级 由G级到B级
减少油耗/(L.100 km-1) 0.44 0.56
减少油耗/(L.10 km-1) 440 560
燃油价格元/(元.L-1) 6 6
经济效益/(元.L-1) 2 640 3 360
经济效益/(元.胎-1) 600 840
CO2减排/(t.车-1) 1.07 1.3
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表3 ?轮胎标签法卡车胎—滚动阻力
? ? 由E级到C级 由E级到B级
滚阻降低/% 10 25 37.5
行驶里程/km 100 20万 20万
减少油耗/L 1.2 6 030 9 000
经济效益/(元.车-1) 7.2 36 180 54 000
经济效益/(元.胎-1) ? 1 645 2 454
CO2减排/(t.车-1) ? 15.7 23.4
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  对于安装22条12R22.5轮胎的卡车而言,假若轮胎使用寿命为20万km,每100 km耗燃油40 L,则每辆车的耗油为80 000 L,以每升提价5分钱计,用户多支出的燃油费4 000元。每条轮胎因燃油提价所增加的油费为182元,其中120元奖励轮胎公司。如果普通胎的售价为1 500元/条,而允许轮胎厂的售价只增加10%,即150元/条,相对于普通胎,轮胎公司生产每条B级轮胎的收益为270元。这不仅抵消了绿胎成本的增加(如成本的15%),利润也有相当地提高。而轮胎用户在这一过程中增加的支出为332元。由于每条绿胎节省的燃油费为2 454元,其净利为2 122元。即使用1 650元/条的绿胎,除使用轮胎不花钱外,还净赚472元/条。在这一设计中,每销售一条绿胎,奖励基金中还剩62元。诚然,C级轮胎的奖励和销售价将相应的减少,但奖励基金所得数额将相应地增加。

  本刊记者:那么在上述方案中,如何保证投入市场中的轮胎质量呢?
  王梦蛟博士:为防止乱标级别以次充好,需要设立有权威性的检测机构,定期在市场上购买商品胎进行检测。对于检测数据达不到标定级别者,进行罚款并不准进入相应的市场,同时降低生产者的诚信等级。在确保轮胎的性能符合所标记的级别外,为了减少由轮胎磨耗造成的大气污染及保证轮胎的使用寿命,也需要对轮胎耐磨性能进行测验。鉴于室内试验结果与实际车辆行驶中的耐磨性缺乏相关性,必须将抽查的轮胎在试验场内在标准的实验条件下进行磨耗试验, 其指标可以参考美国UTQG轮胎耐磨性能的标准制定。除了足够的室内实验室以外,还需建立足够的轮胎试验场。因此需成立一非营利性机构负责奖励基金及测试机构的建立和经营管理。所需资金亦从奖励基金支付。因此绿胎的推广使用除使轮胎用户、生产企业和国家实现三赢外,由于轮胎监测及检测机构的建立,也将大大提高我国轮胎的制造水平。而所有这一切均在不增加国家财政支出的情况下实现的。

后记:
  我国在历经了近20年的高速发展之后,目前已经成为世界第二大经济体,在很多领域和行业都已经位居世界第一,取得了震惊世人的发展成果。但沉下心来仔细观察不难发现,我国很多行业的发展都是大而不强,在高端技术领域缺乏具有自主知识产权的科研成果,只能靠引进国外技术设备来满足需求,在很多行业甚至受到国外公司的垄断制约,严重受制于人。这一方面是因为我们发展的时间毕竟还短,缺乏底蕴;另一方面,也有缺乏长远战略眼光,片面追求经济高速发展,忽视基础研究的原因。在认识到这一局面后,国家也开始逐步重视这一问题。促进校企联合,成立国家橡胶与轮胎工程技术研究中心,加强橡胶行业基础研发,是对行业发展的一大推动力。怡维怡橡胶研究院获得的研究成果,就是这方面最好的例证。“液体黄金” 的研发成功,对于促进我国橡胶轮胎行业向绿色、节能环保方向的发展起到了巨大的作用。希望王梦蛟博士带领的团队能继续前行,获得更大的成果,将我国橡胶行业推上一个新的高峰。
来源于:《橡塑技术与装备》2018年15期