Сучасні тенденції екологічності: ключові матеріали для «зелених» шин

Щоб впоратися з розвитком нових технологій, світова шинна промисловість потребує стійких змін у рецептурі, методах та конструкції виробництва коліс. Одним з основних факторів, що сприяють цьому сектору, є розвиток зелених шин.

Зелені автошини мають широке значення у нинішньому глобальному сценарії, оскільки викиди вуглекислого газу стають одним із основних факторів, що сприяють забрудненню навколишнього середовища. Викиди парникових газів автомобільним сектором поряд з ерозією гуми будуть перешкоджати стійкому розвитку, який зараз переважає в нашій екосистемі.

Концепція «зелених шин» вперше виникла на початку 1990-х років компанією Michelin.

Протектор - важлива частина колеса, яка безпосередньо контактує з поверхнею дороги. Гумові суміші протектора містять вуглецеву сажу та різні олії, які відповідальні за викиди CO2, що безпосередньо впливає на вуглецевий слід.

Концепція екологічно чистих коліс набула великого значення. Автошини, виготовлені з екологічно чистих матеріалів з низьким опором коченню, поліпшеним зчепленням з мокрою дорогою та зносостійкістю, називаються зеленими шинами.

Правильне використання ресурсів, оптимізація, усунення небажаних процесів та руху матеріалів, скорочення часу простою та стандартизація деяких компонентів у процесі виробництва шин можуть сприяти розвитку енергозберігаючих методів. Крім того, скорочення токсичних та канцерогенних матеріалів у гумовій суміші призведе до розвитку нового процесу виробництва. Через вплив екологічно чистих альтернатив рецептури гумових сплавів в даний час переходять на екологічно чисті технології.

Постійні дослідження з метою оптимізації рецептури, з використанням часткової або повної заміни сировини, включаючи синтетичний каучук, армуючий технічний вуглець та волокна, а також інші інгредієнти рецептури лише вершина айсберга.

Однією з перших комерційних віх стало використання компанією Kuraray's рідкого фарнезенового каучуку (LFR) у 2017 році для виробництва легкових моделей. LFR є рідким каучуком, отриманим з фарнезена, дієнового мономеру біологічного походження, вперше розробленого компанією Amyris, США.

Sumitomo Rubber використовує LFR компанії Kuraray, отриманий з цукрової тростини, як добавку для підвищення продуктивності зимових моделей. Наповнювачі, серед яких високодисперсний кремнезем (HDS), вуглецева сажа та різні наноматеріали, є основним предметом досліджень.

На думку експертів, до 2024 року попит на сировину буде значно більшим, а попит на натуральний каучук, віскозні тканини та екологічні наповнювачі замість синтетичних/нафтових матеріалів зросте. В даний час Solvey виробляє 85 000 тонн HDS для ринку зелених шин, і очікується, що найближчими роками темп зростання становитиме 50%.

Відповідно до звітів Solvey, високодисперсний діоксид кремнію (HDS) у шинах може підвищити паливну економічність приблизно на 7%. Розширення джерел натурального каучуку та його біологічних альтернатив також є ключовою сферою уваги.

Cooper Tire та академічні партнери, включаючи Університет Клемсона, Корнельський університет, PanAridus та Службу сільськогосподарських досліджень Міністерства сільського господарства США, розробили легкові коліс із використанням гваюли замість натурального каучуку гевеї. Використовуючи цю концепцію, компанія випустила 450 шин, їх характеристики були визнані задовільними для товарного продукту.

Сьогодні компанії-виробники коліс додають обложений діоксид кремнію до складу протекторів для підвищення ефективності палива та загальних характеристик, а також для зниження викидів парникових газів. Мінімальна енергія, необхідна для переміщення транспортного засобу (опір коченню), є відповідальною за близько 1/4 забруднення, виробленого автомобілями.

Додавання осадженого кремнезему може скоротити приблизно на 20-30% загальні викиди вуглекислого газу в усьому світі. Кремнезем може вплинути на керованість автошини, незалежно від погодних умов. Шини з обложеним діоксидом кремнію демонструють вражаючі тягові властивості на зледенілій дорозі. Великі компанії, такі як Bridgestone Group (Bridgestone та Firestone), Continental, Goodyear, Michelin та інші лідери, прагнуть уникнути використання викопної сировини та повністю перевести виробництво з екологічно чистих ресурсів. Компанія Bridgestone оголосила своєю метою до 2050 року, виробляти шини з «100% екологічно чистих матеріалів».

У міру розвитку нових технологій, світова шинна промисловість потребує стійких змін у рецептурі, методах та конструкції виробництва коліс. В даний час розробляються нові компаунди для більш екологічних рішень. Це допомагає знизити шкідливий вплив парникових газів та зберігає нашу екосистему.

Натуральний каучук, а також хімічно модифікований натуральний каучук (епоксидований натуральний каучук) є відновлюваними джерелами.

Замість звичайних чорних наповнювачів для армування використовується відновлюване джерело полярного кремнезему. На початку 1990-х років величезна кількість технологій було переключено використання кремнезему замість технічного вуглецю. Основною метою переходу було забезпечення економії палива, а також покращення характеристик ковзання на мокрій дорозі.

Деякі ключові параметри, які необхідно враховувати при розробці автошин з низьким опором коченню, є: аквапланування, шум, знос, плавність ходу і комфорт і т. д. Використання екологічно чистих матеріалів як інгредієнтів у складі гуми, таких як полімерна матриця, наповнювачі та інші добавки знижують вплив викидів вуглекислого газу.