合成橡胶材料如何助力汽车轻量化？

凭借着在汽车零部件中的广泛应用，合成橡胶已经成为重要的轻量化材料。据了解，每辆汽车大约使用300-500个橡胶件，总重约50-80kg。通过减轻橡胶件重量可助力实现材料轻量化，提升车辆续航里程与燃油经济性。

在乘用车中，合成橡胶应用可大体分为轮胎与非轮胎橡胶零部件两类。而针对轻量化需求方面，现阶段，非轮胎零部件着重降低材料的密度，减轻零部件重量。而轮胎开发则以减轻胎面厚度为主，通过减少轮胎在滚动过程中由变形产生的热量消耗降低滚动阻力，提升行驶里程。针对上述需求，业界正通过热塑性塑料改性、改进零部件性能等方式实现从原材料到实际应用的不断优化。

可使非轮胎零部件减重的热塑性硫化橡胶（TPV）
作为热塑性弹性体的一种，TPV由热塑性塑料与橡胶熔融共混而成。此过程中，橡胶在动态硫化的同时不断与热塑性塑料相混合，作为分散相分散到热塑性塑料的连续相中，使TPV兼具硫化橡胶的高弹性与热塑性塑料的高温流动性。尽管TPV可由多种塑料、橡胶合成，但目前商业化程度最高的TPV多由三元乙丙橡胶（EPDM）与聚丙烯（PP）制备而成。

通过动态硫化工艺所制的基于EPDM与PP的TPV，既有良好的弹性和柔韧性、优秀的压缩永久变形性能与低温性能，又具有优异的抗拉强度、耐撕裂强度、耐热与耐化学性。

TPV的另一个显著特点则是更低的密度：相较于传统的、密度约在1.25g/cm3的EPDM热固性硫化胶，TPV的密度仅为0.95g/cm3，可将车用零部件重量减轻20%或以上。目前，TPV已被用于制作汽车密封条、冷却胶管、空气导管、减震器等多种零部件，多方助力提升整车燃油效率并降低排放。

除满足零部件轻量化需求之外，TPV材料还具有可持续优势。由于TPV所具有的热塑性，无论是TPV材料本身还是生产过程中的大多数边角料，都可被回收，并且重新用来生产橡胶部件，这符合绿色发展的大趋势。为满足该材料在汽车轻量化过程中不断增长的需求，阿朗新科也在相应地为行业合作伙伴提供优质的Keltan® EPDM产品，助力TPV生产与材料性能的持续优化。

兼顾轮胎性能与轻量化需求
前文中提及，对轮胎进行轻量化过程中，通过降低胎面厚度、减轻胎面重量，可带来更低的滚动阻力。但与此同时，由于胎面胶体积下降，为保障相同甚至更高的磨耗里程，所用橡胶的耐磨性需求相应提升。
而随着轻量化诉求的不断加强，业界也更加关注超轻轮胎开发，即在保证轮胎各个部件原有力学性能前提下，进一步减轻轮胎重量。这就使得在强调胎面耐磨性之外，还需要优异的气密层设计，以保证在降低失压率的同时，缩减气密层厚度，获得进一步减重。

针对轮胎胎面改进需求，除了使用官能化溶聚丁苯橡胶和钕系顺丁橡胶，优化滚动阻力、提升轮胎抓地力与耐磨性之外，开发创新胎面混炼胶也成为业界重点研究方向。为此，阿朗新科携手行业伙伴推出了TECHSYN这一轮胎联合开发技术平台。该平台可使轮胎的磨耗改善高达30%，滚动阻力降低了6%，提高了胎面里程，实现轮胎无需频繁更换的效果。

总结
当下，探索轻质耐用的材料仍是汽车轻量化的重要途径之一，而合成橡胶材料的使用也在助力探索更多减重方式。同时，汽车结构的变化也为这一材料带来更多机遇，例如，电动汽车的电线需要无卤阻燃橡胶材料（EVM）；电池的粘合剂也需要高温环境下耐久性出众的橡胶材料（HNBR）。但无论是应对轻量化或是其他应用需求，以优质材料与领先工艺实现产品性能与解决方案的不断优化升级将是合成橡胶领域的长期发展方向。

来源：荣格-《国际汽车设计与制造》


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