高起點基礎(chǔ)研究助力我國橡膠行業(yè)快速做大做強
——訪怡維怡橡膠研究院院長王夢蛟博士

本刊記者

(全國橡膠塑料設(shè)計技術(shù)中心，北京 100143)

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

王夢蛟博士：2009年，經(jīng)國家科技部批復(fù)，由軟控集團與青島科技大學(xué)承建國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橡中心的直屬研發(fā)機構(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。中國目前的輪胎產(chǎn)量世界第一，但是我國輪胎業(yè)附加值低，大而不強。美國的“雙反”和發(fā)達國家相繼推出的“標(biāo)簽法”更對中國輪胎行業(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，才能有力支撐中國橡膠輪胎產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新轉(zhuǎn)型升級，所以搭建了一支專業(yè)配置優(yōu)良、年齡結(jié)構(gòu)合理的具有國際水準(zhǔn)的研發(fā)隊伍。由國際知名的輪胎設(shè)計專家、原米其林中國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，著名橡膠助劑專家、美國哥倫比亞化學(xué)公司前首席科學(xué)家王衛(wèi)東博士任副院長，并吸納了橡膠材料領(lǐng)域?qū)＜彝蹑貌┦浚ā扒擞媱潯睂＜遥拜喬ビ邢拊治觥遍_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%，中高級職稱占到50.8%，國內(nèi)外知名行業(yè)專家19人。除了擁有強大的人才團隊外，研究院在設(shè)備上也加大了投入力度，采購了各類設(shè)備596臺，設(shè)備原值達2.5億元，足以支持材料物性測試、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、研發(fā)制造了多套實現(xiàn)特殊功能的實驗儀器，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)開發(fā)及應(yīng)用示范”通過了科技成果鑒定，這個項目就是由您提出的。該項目被整個橡膠行業(yè)稱之為“液體黃金”。那么這個“液體黃金”究竟是個什么樣的技術(shù)呢？它的問世給我國橡膠行業(yè)帶來了什么樣的影響呢？

王夢蛟博士：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。怡維怡橡膠研究院自2013年就開始進行合成橡膠濕法混煉工藝技術(shù)的研究與開發(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化、分散性更好、加工性能好的優(yōu)點，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，所以表征輪胎滾動阻力的動態(tài)滯后損失低，表征輪胎抗?jié)窕阅艿膭討B(tài)滯后損失高，表征輪胎耐磨性能的補強因子高，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)即達到了當(dāng)前世界最高質(zhì)量等級，足見該材料的神奇。EVEC是世界上迄今唯一一種能夠同時改善滾動阻力、抗?jié)窕阅堋⒛湍バ阅懿⑹垢黜椫笜?biāo)都達到最佳水平的輪胎胎面膠料。

2017年，賽輪金宇集團利用EVECTM膠生產(chǎn)的綠色輪胎，經(jīng)世界權(quán)威輪胎檢測機構(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動阻力可同時達到了歐盟標(biāo)簽法規(guī)A/B級或B/A級標(biāo)準(zhǔn)，耐磨性能也比傳統(tǒng)輪胎大幅提升了15%以上，達到國際領(lǐng)先水平。

EVECTM膠的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用必將加速我國輪胎企業(yè)產(chǎn)品升級進程，不僅將使中國輪胎產(chǎn)品打入歐美市場更加暢通無阻、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，推動供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，促進我國輪胎產(chǎn)業(yè)新舊動能轉(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)的過程中碰到了哪些阻礙？又是怎樣一一克服的呢？

王夢蛟博士：事實上，EVEC?膠項目的研發(fā)過程，異常艱難。2017年年初的時候，膠料中試時產(chǎn)品性能的驗證結(jié)果達到了預(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展擴大化試驗工作時，所得的產(chǎn)品性能結(jié)果與原中試在滯后損失的一個指標(biāo)偏差了5%左右，不過僅僅5%作為擴大化試驗帶來的誤差再正常不過了，因為對于大量的膠料來說5%的差距簡直微乎其微。

此時研發(fā)團隊面臨兩個選擇，一是歸結(jié)于工業(yè)化帶來的誤差，不予理會；二是深究原因，從根本上解決這個問題。在大部分人都傾向選擇一的時候，我覺得必須要深究這5%為什么會出現(xiàn)？不能含糊其辭的就這樣放任！我們立刻召集研發(fā)、檢測、設(shè)備等方向的骨干人員組成臨時項目組，全天候進行試驗，查找原因，一有結(jié)果，立刻組織會議進行討論分析。最終目標(biāo)是從機理方面找出原因，明確為什么這個環(huán)節(jié)會影響最后的性能，要有理論根據(jù)。

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

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

王夢蛟博士：2018年3月，怡惟怡橡膠研究院牽頭實施的國家科技支撐計劃項目“橡膠濕法混煉新技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用示范”通過國家科技部驗收，達到國際領(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)合體項目”也已在青島董家口園區(qū)實施產(chǎn)業(yè)化運作。

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

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

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環(huán)境保護和綠色運動的重視，另一方面，政府對輪胎準(zhǔn)入市場的最低滾阻力做出限定的同時，也規(guī)定凡達到C類以上等級的輪胎均獲得歐盟各國財政獎勵。

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

解決辦法之一是國家設(shè)立“綠胎獎勵基金”。基金的籌集采取“取之于斯，用之于斯”的方法，不動用國家的財政收入。既然綠胎的主要經(jīng)濟效益來自節(jié)省燃油，可以用客戶節(jié)省的燃油支出作為綠胎的財政獎勵基金。

本刊記者：能否請您舉個例子談一下“綠胎獎勵基金”中的“取之于斯，用之于斯”的具體做法呢？

王夢蛟博士：由政府出面，將燃油的價格提高，所得收入專用于“綠胎獎勵基金”。譬如，在油價中每升增加5分錢(不到油價的1%)。以一般乘用車為例，每行駛100 km消耗10 L燃油計算，對輪胎使用壽命為10萬km的輪胎來講，在整個輪胎行駛過程中，因燃油的漲價使用者多支出500元，即每條輪胎多支出的油費為125元。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示見表1～3，當(dāng)使用B級或C級的輪胎時，用戶節(jié)省的燃油費則分別從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元分別獎勵B級或C級輪胎的制造公司，而要求輪胎制造商將輪胎的價格降為普通胎的價格出售。在這一方案中，每銷售一條B級或C級胎，獎勵基金尚余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)點乘用車胎—滾動阻力

對于安裝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5分錢計，用戶多支出的燃油費4 000元。每條輪胎因燃油提價所增加的油費為182元，其中120元獎勵輪胎公司。如果普通胎的售價為1 500元/條，而允許輪胎廠的售價只增加10%，即150元/條，相對于普通胎，輪胎公司生產(chǎn)每條B級輪胎的收益為270元。這不僅抵消了綠胎成本的增加（如成本的15%），利潤也有相當(dāng)?shù)靥岣摺６喬ビ脩粼谶@一過程中增加的支出為332元。由于每條綠胎節(jié)省的燃油費為2 454元，其凈利為2 122元。即使用1 650元/條的綠胎，除使用輪胎不花錢外，還凈賺472元/條。在這一設(shè)計中，每銷售一條綠胎，獎勵基金中還剩62元。誠然，C級輪胎的獎勵和銷售價將相應(yīng)的減少，但獎勵基金所得數(shù)額將相應(yīng)地增加。

本刊記者：那么在上述方案中，如何保證投入市場中的輪胎質(zhì)量呢？

王夢蛟博士：為防止亂標(biāo)級別以次充好，需要設(shè)立有權(quán)威性的檢測機構(gòu)，定期在市場上購買商品胎進行檢測。對于檢測數(shù)據(jù)達不到標(biāo)定級別者，進行罰款并不準(zhǔn)進入相應(yīng)的市場，同時降低生產(chǎn)者的誠信等級。在確保輪胎的性能符合所標(biāo)記的級別外，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，也需要對輪胎耐磨性能進行測驗。鑒于室內(nèi)試驗結(jié)果與實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場內(nèi)在標(biāo)準(zhǔn)的實驗條件下進行磨耗試驗,其指標(biāo)可以參考美國UTQG輪胎耐磨性能的標(biāo)準(zhǔn)制定。除了足夠的室內(nèi)實驗室以外，還需建立足夠的輪胎試驗場。因此需成立一非營利性機構(gòu)負責(zé)獎勵基金及測試機構(gòu)的建立和經(jīng)營管理。所需資金亦從獎勵基金支付。因此綠胎的推廣使用除使輪胎用戶、生產(chǎn)企業(yè)和國家實現(xiàn)三贏外，由于輪胎監(jiān)測及檢測機構(gòu)的建立，也將大大提高我國輪胎的制造水平。而所有這一切均在不增加國家財政支出的情況下實現(xiàn)的。

后記：

我國在歷經(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。但沉下心來仔細觀察不難發(fā)現(xiàn)，我國很多行業(yè)的發(fā)展都是大而不強，在高端技術(shù)領(lǐng)域缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的科研成果，只能靠引進國外技術(shù)設(shè)備來滿足需求，在很多行業(yè)甚至受到國外公司的壟斷制約，嚴(yán)重受制于人。這一方面是因為我們發(fā)展的時間畢竟還短，缺乏底蘊；另一方面，也有缺乏長遠戰(zhàn)略眼光，片面追求經(jīng)濟高速發(fā)展，忽視基礎(chǔ)研究的原因。在認(rèn)識到這一局面后，國家也開始逐步重視這一問題。促進校企聯(lián)合，成立國家橡膠與輪胎工程技術(shù)研究中心，加強橡膠行業(yè)基礎(chǔ)研發(fā)，是對行業(yè)發(fā)展的一大推動力。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。“液體黃金” 的研發(fā)成功，對于促進我國橡膠輪胎行業(yè)向綠色、節(jié)能環(huán)保方向的發(fā)展起到了巨大的作用。希望王夢蛟博士帶領(lǐng)的團隊能繼續(xù)前行，獲得更大的成果，將我國橡膠行業(yè)推上一個新的高峰。