Die Reifenherstellung ist ein komplexer Prozess. Jeder Reifenhersteller folgt einzigartigen und bewährten Verfahren, von der Rohstoffauswahl bis zum Qualitätsmanagement. Reifenunternehmen suchen nach anderen Kautschukquellen, um der Knappheit von Naturkautschuk entgegenzuwirken. In diesem Blog diskutieren wir über Naturkautschukqualitäten, die Ursachen für seine Knappheit und neuartige Alternativen mit ihren Vorteilen.
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Naturkautschuk in der Reifenindustrie
Natürliches Gummi ist von Natur aus selbstverstärkend, mit großer mechanischer Festigkeit und milder Flexibilität. Es gibt jedoch Viskositätseinschränkungen und andere Nachteile. Es muss Prozesse durchlaufen wie Vulkanisation und hinzufügen Carbon Black Füllstoffe, um es für den Einsatz in der Reifenindustrie vorzubereiten.
Was ist Naturkautschuk?
Naturkautschuk besteht aus langen, locker verbundenen Polymerketten aus Isopren. Wenn die Glieder auseinandergezogen werden, vereinigen sie sich wieder, wodurch die Elastizität von Gummi entsteht. Naturkautschuk wird im Gegensatz zu synthetischem Kautschuk aus dem Latexsaft von Kautschukbäumen hergestellt (obwohl auch andere Pflanzen Latex produzieren, produzieren Kautschukbäume mit 99 % des Naturkautschuks den meisten Latex).
Warum wird Naturkautschuk für die Reifenherstellung bevorzugt?
Naturkautschuk ist ein wichtiger Rohstoff für Reifen und viele andere Produkte: 73 % des weltweiten Naturkautschukverbrauchs werden in der Reifenproduktion verwendet, was 20 bis 40 % des Reifengewichts ausmacht (abhängig vom Segment).
Seine erstaunlichen Eigenschaften machen es einzigartig und auch zu einer wichtigen Wahl für die Reifenindustrie. Gummi hat sich zweifellos als die beste Wahl erwiesen, beispielsweise hinsichtlich der Reifenfestigkeit sowie der Tragfähigkeit des Fahrzeugs und der Reifenbeständigkeit. Einige der besten Eigenschaften sind wie folgt:
- Hohe Zugfestigkeit: Die Zugfestigkeit von Naturkautschuk ist sehr hoch. Aufgrund seiner Festigkeit hält es erheblichen Belastungen und Belastungen stand, ohne zu brechen oder sich zu verformen.
- Gute Haftung: Es haftet leicht an anderen Materialien und eignet sich daher ideal für den Einsatz in der Reifenherstellung, wo verschiedene Komponenten miteinander verbunden werden müssen.
- Außergewöhnliche Abrieb- und Reißfestigkeit: Naturkautschuk ist schnitt-, reiß-, verschleiß-, ermüdungs- und abriebfest und eignet sich daher perfekt für den Einsatz in Reifenlaufflächen und anderen reibungs- und abriebgefährdeten Bauteilen.
- Flexibilität: Naturkautschuk gilt als die flexibelste Gummiart und eignet sich daher ideal für die Verwendung in Reifenseitenwänden. Darüber hinaus wird es auch in anderen Bauteilen verwendet, insbesondere solchen, die gebogen und gebogen werden müssen.
- Wasserbeständigkeit: Naturkautschuk ist beständig gegen Wasser und bestimmte Chemikalien und eignet sich daher hervorragend für den Einsatz in der Reifenproduktion, wo Feuchtigkeit und andere Substanzen häufig ausgesetzt sind.
- Mäßige chemische Beständigkeit: Naturkautschuk bietet eine mäßige chemische Beständigkeit. Dies macht es in vielen nützlichen Anwendungen nützlich.
- Langlebigkeit: Naturkautschuk verleiht den Reifen eine lange Lebensdauer sowie Reiß- und Verschleißfestigkeit. Daher ist es eine ausgezeichnete Wahl für Reifenprofile und andere Komponenten, die zwangsläufig Reibung und Abrieb ausgesetzt sind.
- Abriebfestigkeit: Naturkautschuk bietet eine hohe Abriebfestigkeit. Es trägt zu einer langen Lebensdauer des Reifens bei und verbessert seine Gesamtleistung auf der Straße.
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Anwendungen von Naturkautschuk
Naturkautschuk wird in Anwendungen eingesetzt, die einen hohen Verschleiß erfordern Hitzebeständigkeit. Sie können auch technische Anwendungen davon finden. Wer tiefer gräbt, findet es in Schwingungsdämpfern, Gummibändern, Federn, Antriebskupplungen, Lagern und Klebstoffen. Das liegt an seiner Festigkeit und Kompressibilität.
Rund 50 % des Naturkautschuks werden aufgrund seiner außergewöhnlichen Festigkeit und Hitzebeständigkeit für die Herstellung von Hochleistungsreifen für Sportwagen, Fernbusse und Flugzeuge verwendet. Lkw-Reifen bestehen aus mehr Naturkautschuk und Pkw-Reifen aus mehr synthetischem Kautschuk. Da Lkw schwere Lasten befördern und viel unterwegs sind, unterliegen die Reifen einem Verschleiß. Die Abriebeigenschaften von Naturkautschuk sind denen von synthetischem Kautschuk überlegen, daher wird für LKWs mehr Naturkautschuk verwendet. Auch andere Anwendungen wie Schläuche, Fahrzeugteile, Schaumstoffmatratzen und Batteriekästen werden daraus hergestellt.
Aufgrund seiner klebrigen Eigenschaften wird Naturkautschuk normalerweise in Gummizementen und Bodenstabilisierungsmaterialien für neue Straßen verwendet.
Rohkautschuk wird bekanntermaßen auch in Klebstoffen und Schuhsohlen verwendet, nicht unbedingt, aber gelegentlich. Außerdem, Etwa 10 % des von Bäumen geernteten Latex werden einfach zu 60 % Kautschuklösung reduziert, um Produkte wie Latexhandschuhe herzustellen oder als Beschichtung zu verwenden.
Faktoren, die zur Knappheit von Naturkautschuk beitragen
Aufgrund des Klimawandels und chronischer Krankheiten unter den Kautschukbäumen der Welt ist die Automobilindustrie mit einem Mangel an Naturkautschuk konfrontiert. Viele Wissenschaftler gehen davon aus, dass Naturkautschuk in den kommenden Jahren nicht mehr in spezialisierten Industrien eingesetzt werden wird. Hier sind einige der anderen Faktoren, die zur Knappheit von Naturkautschuk führen:
1. Umweltherausforderungen
Reifen sind entscheidende Teile von Autos, da sie das Gewicht und die Bewegung des Fahrzeugs tragen und gleichzeitig ausreichend Traktion, Sicherheit, Komfort, Haltbarkeit, Lenkpräzision und Kraftstoffeffizienz bieten. Allerdings haben Treibhausgasemissionen und andere Schadstoffemissionen in Verbindung mit der Verwendung nicht erneuerbarer Ressourcen bei der Reifenherstellung und -nutzung die globale Erwärmung verschärft und zu einer Verschlechterung der Umwelt geführt.
Diese Probleme beeinträchtigen das ökologische Gleichgewicht der Umwelt. Studien zufolge ist die gesamte Automobilindustrie für rund verantwortlich 40 % der weltweiten Umweltverschmutzung, wobei die Herstellung und Verwendung von Reifen 20–30 % davon ausmacht.
Weltweit haben Reifenunternehmen verschiedene Maßnahmen ergriffen, um die Auswirkungen der Branche auf die natürliche Umwelt zu verringern. Mit diesen Maßnahmen soll das oberste Ziel der COXNUMX-Neutralität erreicht werden, zu dem vor allem die Reduzierung des Rohstoffverbrauchs, die Reduzierung des Reifengewichts und die Steigerung des Einsatzes natürlicher und erneuerbarer Ressourcen gehören.
2. Geopolitische und Handelsdynamik
Die Knappheit von Naturkautschuk ist ein kompliziertes Problem, das viele Aspekte umfasst, einschließlich geopolitischer und handelspolitischer Dynamiken. Arbeitskräftemangel und Bedenken hinsichtlich der Reedereien aufgrund der Epidemie haben in vielen südostasiatischen Ländern, in denen Naturkautschuk hergestellt wird, zu einer Verknappung der Naturkautschukversorgung geführt.
Ein globales Gummikartell hat zu unvorhersehbaren Preisen und verarmten Produzenten geführt. Die Naturkautschukproduktion ist aufgrund der zunehmenden Volatilität der weltweiten Kautschukpreise und einer langen Phase niedriger Preise zurückgegangen.
Mehrere Merkmale der Märkte für natürliche Ressourcen machen sie besonders anfällig für verschiedene Formen der Marktmacht. Natürliche Ressourcen konzentrieren sich häufig auf einige wenige Länder, was die Möglichkeit von Absprachen erhöht und die Etablierung völlig wettbewerbsorientierter Märkte verhindert.
Die Weltwirtschaft ist für 90 % seiner Kautschuklieferungen auf Asien angewiesen und Allein die Vereinigten Staaten kauften im März 140 Naturkautschuk im Wert von 2021 Millionen US-Dollar aus südostasiatischen Ländern. Schließlich tragen geopolitische und handelspolitische Dynamiken maßgeblich zur Naturkautschukknappheit bei, und die Lösung dieser Aspekte ist von entscheidender Bedeutung, um eine nachhaltige Versorgung ausschließlich mit Naturkautschuk sicherzustellen.
3. Wirtschaftliche Auswirkungen
Die Naturkautschuk-Plantagenwissenschaft hat einen direkten Einfluss auf die Wirtschaft, da Unternehmen wie Michelin, der Kautschukgigant, ihre Versorgung aufrechterhalten und bis dahin auf 100 Prozent Naturkautschuk umstellen müssen 2050.
Infolgedessen sind die wirtschaftlichen Folgen der Verknappung von Naturkautschuk schwerwiegend, da Kautschuk in über 40,000 kommerziellen Artikeln verwendet wird, darunter persönliche Schutzausrüstung wie Handschuhe und Ohrschlaufen für Masken. Der Mangel an Naturkautschuk kann zu einer Verlangsamung der weltweiten Kautschuknachfrage führen. Nach einer raschen Erholung zwischen 2.8 und 2023 wird dieser Wert im Jahr 2021 voraussichtlich auf 2022 % sinken.
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Gängige synthetische Materialien, die bei der Reifenproduktion verwendet werden
Darüber hinaus wird NR in der Reifenindustrie häufig in Kombination mit synthetischen Kautschuken wie Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butylkautschuk (IIR) und Chloroprenkautschuk verwendet, was die Zugabe von Verstärkungsmitteln, einschließlich CB und Kieselsäure, erfordert. Hier sind einige gängige synthetische Materialien, die bei der Reifenproduktion verwendet werden:
1. Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)
Dies ist eines der beiden wichtigsten synthetischen Kautschukpolymere, die bei der Herstellung von Reifen verwendet werden. Es handelt sich um ein Styrol/Butadien-Copolymer, das in Verbindung mit Naturkautschuk verwendet wird. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften von SBR haben einen erheblichen Einfluss auf die Leistung einzelner Reifenkomponenten und damit auf die Gesamtleistung des Reifens, einschließlich Aspekten wie Rollwiderstand, Verschleiß und Traktion.
2. Nitrilkautschuk (NBR)
Dabei handelt es sich um ein Acrylnitril/Butadien-Copolymer aus synthetischem Elastomer. Es wird zur Herstellung von Kraftstoffschläuchen, Dichtungen und Dichtungen sowie in der Reifenindustrie verwendet. NBR ist beständig gegen Öl, Kraftstoff und andere Chemikalien und eignet sich daher hervorragend für Reifenanwendungen.
3. Chloroprenkautschuk(CR)
Dabei handelt es sich um ein synthetisches Gummipolymer, das Neopren ähnelt. Es ist beständig gegen Fett, Hitze und Ozon und eignet sich daher ideal für den Einsatz in Reifen. Reifenseitenwände und andere Komponenten bestehen aus CR.
4. Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM)
Dabei handelt es sich um ein hitze-, ozon- und wetterbeständiges synthetisches Elastomerpolymer. EPDM wird zur Herstellung von Reifenseitenwänden, Innenauskleidungen und anderen Komponenten verwendet.
Erforschung alternativer Materialien für Reifen
Reifenhersteller untersuchen alternative Reifenmaterialien, um sie umweltfreundlicher und nachhaltiger zu machen. Zu den alternativen Materialien, die erforscht werden, gehören:
1. Löwenzahnkautschuk (DR)
Löwenzahnkautschuk ist ein nachwachsender Rohstoff, der anstelle von synthetischem Kautschuk verwendet werden kann. Es wird aus den Wurzeln der russischen Löwenzahnpflanze hergestellt und wird von Reifenherstellern als möglicher Ersatz für normalen Gummi erforscht. Der Russische Löwenzahn ist eine robuste Pflanze, die in verschiedenen Klimazonen und Bodentypen gedeiht und somit eine sinnvolle Alternative zu typischen Gummibäumen darstellt, die an bestimmten Standorten wachsen.
Die Wurzeln der Pflanze produzieren eine milchige Flüssigkeit, die zur Herstellung von Gummi verwendet werden kann. Während des Zweiten Weltkriegs wurde der russische Löwenzahn als Kautschukquelle verwendet. Allerdings wurde die Kautschukproduktion in diesem Werk nach dem Krieg eingestellt. Andererseits haben Forscher den Russischen Löwenzahn für die großtechnische Kautschukproduktion optimiert.
3. Guayule-Kautschuk (GR)
Guayule-Gummi ist ein weiteres erneuerbares Material, das als Ersatz für normalen Gummi erforscht wird. Guayule (Parthenium argentatum) ist eine in Nordamerika heimische erneuerbare Nutzpflanze, die nicht zur Nahrungsaufnahme dient und mit minimalem Wasserverbrauch und ohne den Einsatz von Pestiziden gedeiht. Es bietet eine lokal erzeugte, umweltfreundliche Versorgung mit Naturkautschuk. Bridgestone entwickelt sich zu einer Quelle für die Produktion von Naturkautschuk aus dem Guayule-Strauch, der im Südwesten der Vereinigten Staaten vorkommt.
Das Guayule-Verfahren umfasst:
- Den Guayule-Strauch aus Samen pflanzen.
- Minimal gießen.
- Unkrautbekämpfung zwei Jahre lang, während die Pflanzen reifen.
Anschließend werden die Pflanzen bodenbündig gehackt und in Würfel mit einem Gewicht von 750 bis 800 Kilogramm gepresst. Dieser Vorgang wird innerhalb von vier Jahren zweimal durchgeführt. Anschließend werden die vergrabenen Wurzeln umgegraben und eine andere Kulturpflanze gepflanzt. In einem 90-minütigen Prozess mit geschlossenem Kreislauf werden die Ballen in einer Bioraffinerie gemahlen, wodurch drei kommerziell nutzbare Produkte entstehen. Es umfasst hypoallergenen Naturkautschuk, Harz (verwendet in Beschichtungen, Tinten und Klebstoffen) und Bagasse (verwendet für Biokraftstoffe und biobasierte Chemikalien).
3. Eucommia Ulmoides Gum (EUG)
Eucommia ulmoides-Gummi ist eine natürliche kautschukartige Substanz, die aus der Rinde des Baumes Eucommia ulmoides gewonnen wird. Es wird als möglicher Ersatz für synthetischen Kautschuk erforscht. Der Eucommia ulmoides-Baum ist in China endemisch und für seine therapeutischen Vorteile bekannt. Die Rinde des Baumes enthält eine Chemikalie, die zu einem gummiähnlichen Material verarbeitet werden kann. EUG wird als mögliche Alternative zu synthetischem Kautschuk aus Erdöl untersucht und ist keine nachhaltige Ressource.
EUG verfügt über eine gute Gummi-Kunststoff-Dualität und hat ein breites Anwendungsspektrum in der Biomedizin, Textilien, Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen. Da EUG überlegene tribologische Eigenschaften bietet, ist es eine praktikable Alternative zu Naturkautschuk (NR) in Flugzeugreifenanwendungen.
Forscher entwickelten ein Thiazolidindion-modifiziertes Eucommia ulmoides-Gummi-Elastomer mit erhöhter Elastizität und Formgedächtnisfähigkeit. Aus dem modifizierten EUG könnte durch Änderung der TAD-Zufuhr ein gutes, zähes Elastomer mit hoher Festigkeit, Dehnung und Zähigkeit oder ein einzigartiger Gummi werden.
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Vorteile der Verwendung neuer Materialien in Reifen
Neue Materialien in Reifen können mehrere Vorteile bringen, darunter Kosteneinsparungen und Umweltverträglichkeit. Hier sind einige der Vorteile der Verwendung neuer Materialien in Reifen:
1. Einsparmaßnahmen
Neue Materialien können hochpreisigen Naturkautschuk ersetzen. Dies kann darüber hinaus zu Kosteneinsparungen für Reifenhersteller führen, da sie nachhaltigere Materialien für die Herstellung eines Reifens herstellen.
2. Umweltverträglichkeit
Grüne Reifen aus neuen Materialien können dazu beitragen, die zunehmenden Umweltprobleme von heute zu lindern. Nachhaltige Reifen werden mit umweltfreundlichen Materialien und emissionsarmen Herstellungsverfahren hergestellt.
Sie verwenden häufig recycelte oder erneuerbare Materialien wie Naturkautschuk, Bioöle, recycelte Reifen und recycelte Plastikflaschen. Diese Methode fördert eine Kreislaufwirtschaft, indem sie die Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Ressourcen verringert.
3. Verbesserte Kraftstoffeffizienz
Nachhaltige Reifen haben einen geringeren Rollwiderstand und ermöglichen so Kraftstoffeinsparungen. Dadurch können der Energie- und Kraftstoffverbrauch sowie die Treibhausgasemissionen minimiert werden.
4. Reduzierte Emissionen
Bei der Verwendung stoßen umweltfreundliche Reifen weniger schädliche Emissionen aus als herkömmliche Reifen. So sorgt beispielsweise Sojaöl dafür, dass die Gummimischung des Reifens bei unterschiedlichen Temperaturen formbar bleibt und trägt gleichzeitig dazu bei, die Menge an erdölbasierten Materialien, die für die Reifenproduktion benötigt werden, zu reduzieren.
Um ein hohes Maß an Grip zu gewährleisten, wird im Reifen außerdem hochwertiges Silica verwendet, das aus Reisschalenabfällen, einem Nebenprodukt der Reisherstellung, hergestellt wird. Darüber hinaus wird Polyester aus recycelten Plastikflaschen in Grundchemikalien umgewandelt, die als technisches Polyester in Reifencords verwendet werden.
5. Verlängerte Reifenlebensdauer
Runderneuerte Reifen sind kostengünstiger und leistungsmäßig genauso leistungsfähig wie Neureifen, was sie zu einer effizienten und kostengünstigen Reifenersatzoption macht. Durch die Wiederverwendung von recyceltem Gummi und die Verlängerung der Lebensdauer wichtiger Materialien minimiert die Runderneuerung von Reifen den Abfall und bietet Vorteile für die Umwelt.
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Schlussfolgerung
Aufgrund der geringen Arbeitskosten, die für den Anbau und die Ernte von Bäumen erforderlich sind, ist Kautschuk seit Jahrzehnten ein relativ wirtschaftlicher Rohstoff. Allerdings scheint die Gummiindustrie nicht zu wachsen. Um das Problem des Mangels an Naturkautschuk anzugehen, müssen Hersteller neue Alternativen prüfen und an anderen Materialien arbeiten.
Dieser Blog bietet Informationen zu Naturkautschuk-Alternativen und wie diese Materialien bei der Herstellung der Reifenindustrie helfen können. Seien Sie also bereit, sich dem Problem zu stellen, und wenn Sie für Ihr nächstes Projekt neue Gummimaterialien und -lösungen benötigen, ist Hongju bereit, entsprechend Ihren Anforderungen zu liefern.
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