王夢蛟  博士、教授,國家橡膠與輪胎工程技術研究中心首席科學家,怡維怡橡膠研究院院長。
  曾任北京橡膠工業研究設計院總工程師,法國科學院固體表面物理化學研究所研究員;德國德固薩公司高級科學家;美國卡博特公司首席科學家。發表科技文章近140篇,參加編著專業書籍7本,翻譯橡膠專著5本,擁有國際專利20余項、美國專利40余項及中國專利30余項。
  王夢蛟博士被收入《美國名人錄》(第58版)和《世界科學和技術名人錄》(第8版); 是美國《橡膠化學與工藝》編委會委員;2006年榮獲美國化學學會橡膠分會 Melvin Mooney 杰出科學技術獎;榮獲美國化學學會橡膠分會終生榮譽會員;2012年榮獲山東省泰山學者海外特聘專家稱號。

  本刊記者:王博士, 怡維怡橡膠研究院是個什么樣的機構?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,經國家科技部批復,由軟控集團與青島科技大學承建國家橡膠與輪胎工程技術研究中心,而怡維怡橡膠研究院作為國橡中心的直屬研發機構,從籌建之初,就緊緊圍繞 “做一條好輪胎”,“搭建世界最優橡膠輪胎產業鏈”的戰略目標,專注于橡膠基礎研究,致力于橡膠新材料的研發與創新。中國目前的輪胎產量世界第一,但是我國輪胎業附加值低,大而不強。美國的“雙反”和發達國家相繼推出的“標簽法”更對中國輪胎行業造成很大沖擊。在此背景下,怡惟怡深知唯有在基礎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業的創新轉型升級,所以搭建了一支專業配置優良、年齡結構合理的具有國際水準的研發隊伍。由國際知名的輪胎設計專家、原米其林中國轎車及輕卡原裝配套部執行總監許叔亮任常務副院長,著名橡膠助劑專家、美國哥倫比亞化學公司前首席科學家王衛東博士任副院長,并吸納了橡膠材料領域專家王婷博士(“千人計劃”專家),“輪胎有限元分析”開拓者、前普利司通首席專家中島幸雄博士(泰山學者)等等一批國際專家,擁有150余名員工,研究生及以上學歷占到61%,中高級職稱占到50.8%,國內外知名行業專家19人。除了擁有強大的人才團隊外,研究院在設備上也加大了投入力度,采購了各類設備596臺,設備原值達2.5億元,足以支持材料物性測試、化學分析、制品剖析等各種研發工作。怡維怡研究院的研發工程師還自主設計、研發制造了多套實現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液相混煉新技術開發及應用示范”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呢?它的問世給我國橡膠行業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構及花紋設計。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的研究與開發,成果產品便是EVEC。這種以連續液相法制備的合成膠/白炭黑母膠,相比傳統膠料具有制造工藝簡化、分散性更好、加工性能好的優點,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滯后損失低,表征輪胎抗濕滑性能的動態滯后損失高,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、原有輪胎結構和花紋并未改變的情況下,輪胎綜合性能指標即達到了當前世界最高質量等級,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、抗濕滑性能、耐磨性能并使各項指標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膠生產的綠色輪胎,經世界權威輪胎檢測機構西班牙Idiada認證,成功打破了“魔鬼三角定律”,在不降低耐磨性能的前提下,輪胎抗濕滑性能和滾動阻力可同時達到了歐盟標簽法規A/B級或B/A級標準,耐磨性能也比傳統輪胎大幅提升了15%以上,達到國際領先水平。
  EVECTM膠的產業化應用必將加速我國輪胎企業產品升級進程,不僅將使中國輪胎產品打入歐美市場更加暢通無阻、附加值更高,還將充分體現出科技創新在產業轉型中的引領作用,推動供給側結構性改革,促進我國輪胎產業新舊動能轉換。
 
  本刊記者:關于“液體黃金”,它的研發背景是什么,研發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™膠項目的研發過程,異常艱難。2017年年初的時候,膠料中試時產品性能的驗證結果達到了預期目標,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,所得的產品性能結果與原中試在滯后損失的一個指標偏差了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。
  此時研發團隊面臨兩個選擇,一是歸結于工業化帶來的誤差,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?不能含糊其辭的就這樣放任!我們立刻召集研發、檢測、設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,一有結果,立刻組織會議進行討論分析。最終目標是從機理方面找出原因,明確為什么這個環節會影響最后的性能,要有理論根據。
  經過該項目組十幾人近6個月的嘗試推理、論證,不斷的摸索,反復試驗,確定產生偏差原因是設備設計環節一個缺陷,導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同類問題,這才是研發人員真正應該有的素養:誠信、求實、創新,毫不含糊。   正是也正是對研發的堅守和執著,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權,世界首創的合成橡膠濕法混煉技術榮獲《國際輪胎技術》雜志頒發的年度國際輪胎技術大獎提名,使用該技術生產制備的橡膠新材料EVEC™膠更被業界贊譽為“液體黃金”。目前相關核心技術已經申請發明專利35項、PCT 9項。
 
  本刊記者:目前怡惟怡橡膠研究院技術和工藝研發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開發及應用示范”通過國家科技部驗收,達到國際領先水平。以此領先技術和工藝為依托的“橡膠新材料綠色聯合體項目”也已在青島董家口園區實施產業化運作。

  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:輪胎是橡膠工業的主要產品,一直是橡膠行業經濟效益的主要支撐。如何使綠胎跑起來,成為目前亟待解決的問題之一。
  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境保護和綠色運動的重視,另一方面,政府對輪胎準入市場的最低滾阻力做出限定的同時,也規定凡達到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展。但是根據我國輪胎工業的具體情況,設置準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立“綠胎獎勵基金”?;鸬幕I集采取“取之于斯,用之于斯”的方法,不動用國家的財政收入。既然綠胎的主要經濟效益來自節省燃油,可以用客戶節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。有關數據顯示見表1~3,當使用B級或C級的輪胎時,用戶節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保的懲罰。
表1 傳統輪胎、綠胎及綠胎+性能比較
  普通輪胎 綠胎 綠胎+
胎面膠填料 炭黑 白炭黑 EVE膠-白炭黑
滾動阻力指數/% 73 100(C) 111(B級)
抗濕滑及操縱性指數/% 68 100(B級) 100(B級)
抗干滑及操縱性指數/% NA 100 103
耐磨性能指數/% 115 100 130
 
表2 綠胎的優點乘用車胎—滾動阻力
  由G級到C級 由G級到B級
減少油耗/(L.100 km-1) 0.44 0.56
減少油耗/(L.10 km-1) 440 560
燃油價格元/(元.L-1) 6 6
經濟效益/(元.L-1) 2 640 3 360
經濟效益/(元.胎-1) 600 840
CO2減排/(t.車-1) 1.07 1.3
 
表3  輪胎標簽法卡車胎—滾動阻力
    由E級到C級 由E級到B級
滾阻降低/% 10 25 37.5
行駛里程/km 100 20萬 20萬
減少油耗/L 1.2 6 030 9 000
經濟效益/(元.車-1) 7.2 36 180 54 000
經濟效益/(元.胎-1)   1 645 2 454
CO2減排/(t.車-1)   15.7 23.4
 
  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%),利潤也有相當地提高。而輪胎用戶在這一過程中增加的支出為332元。由于每條綠胎節省的燃油費為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的減少,但獎勵基金所得數額將相應地增加。

  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量呢?
  王夢蛟博士:為防止亂標級別以次充好,需要設立有權威性的檢測機構,定期在市場上購買商品胎進行檢測。對于檢測數據達不到標定級別者,進行罰款并不準進入相應的市場,同時降低生產者的誠信等級。在確保輪胎的性能符合所標記的級別外,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。鑒于室內試驗結果與實際車輛行駛中的耐磨性缺乏相關性,必須將抽查的輪胎在試驗場內在標準的實驗條件下進行磨耗試驗, 其指標可以參考美國UTQG輪胎耐磨性能的標準制定。除了足夠的室內實驗室以外,還需建立足夠的輪胎試驗場。因此需成立一非營利性機構負責獎勵基金及測試機構的建立和經營管理。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、生產企業和國家實現三贏外,由于輪胎監測及檢測機構的建立,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的。

后記:
  我國在歷經了近20年的高速發展之后,目前已經成為世界第二大經濟體,在很多領域和行業都已經位居世界第一,取得了震驚世人的發展成果。但沉下心來仔細觀察不難發現,我國很多行業的發展都是大而不強,在高端技術領域缺乏具有自主知識產權的科研成果,只能靠引進國外技術設備來滿足需求,在很多行業甚至受到國外公司的壟斷制約,嚴重受制于人。這一方面是因為我們發展的時間畢竟還短,缺乏底蘊;另一方面,也有缺乏長遠戰略眼光,片面追求經濟高速發展,忽視基礎研究的原因。在認識到這一局面后,國家也開始逐步重視這一問題。促進校企聯合,成立國家橡膠與輪胎工程技術研究中心,加強橡膠行業基礎研發,是對行業發展的一大推動力。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” 的研發成功,對于促進我國橡膠輪胎行業向綠色、節能環保方向的發展起到了巨大的作用。希望王夢蛟博士帶領的團隊能繼續前行,獲得更大的成果,將我國橡膠行業推上一個新的高峰。
來源于:《橡塑技術與裝備》2018年15期