橡胶行业想要可持续发展,重点应该在哪里?

材料前沿洞悉 2023-12-05
2671 字丨阅读本文需 6 分钟

碳中和,低碳经济,可持续发展……这会不会是新一轮经济周期的增长点?

有人不赞同,有人侧颜旁观,有人半信半疑,有人已经开始布局。在一个没有确定性增长点的经济环境中,很多人都在谈论的焦点话题往往就是下一个确定的增长点,可以说这是大概率事件。

11月16日,来自中国、美国、欧洲、印度、日本等不同地区的橡胶行业从业者们齐聚上海,共赴一场零碳之约——兴达高峰论坛2024,并给出了他们心目中的可持续发展关键词。

原材料可持续

“要实现可持续,首先要在原材料上下功夫。”这一观点,几乎被到场的所有嘉宾反复提及。

“对于可持续发展,现在中国的企业不但关注,而且放在了非常重要的位置。比如,原材料方面在探索稻壳灰白炭黑等可再生原材料、生物基原材料的应用,节能方面在不断提高光伏、水电的应用,工艺方面在低滚阻轮胎等产品上不断提升,在回收利用方面不少企业也在进行很多的尝试。”中国橡胶工业协会会长徐文英说。

“印度正在努力增加可持续原料,如生物基材料、可再生材料的使用比例,以此来满足循环经济的要求和寻求环境问题的改善。但生物降解材料会比普通材料贵70%~80%,企业是否能承受,还是个问题。”阿波罗轮胎有限公司全球首席研发顾问、印度橡胶协会原主席P.K.默罕默德在会上表示。

“普利司通已经制定了‘向100%可持续材料迈进’的目标。为达到这一目标,普利司通正在通过减轻产品重量、提高耐久性等方法,来减少原材料消耗;通过翻新及再生橡胶、回收炭黑的应用,来提高再生资源的利用程度;通过使用银菊胶、生物衍生材料等来扩大可再生资源的使用范围。”江苏兴达钢帘线股份有限公司国际业务顾问、原普利司通(中国)研究开发有限公司总经理田岛将典介绍道。

钢帘线是轮胎的重要骨架材料,为实现橡胶工业的可持续发展,原材料企业也正在不断努力。“作为全球最大的钢帘线企业,兴达正在以低碳转型助推可持续发展,通过绿色设计、绿色工厂、能效提升三大行动,2022年比2020年单位产品能耗下降了12.8%,单位产品碳排放下降了11.8%,并得到了EcoVadis公司可持续性评估金牌认证。”兴达国际控股有限公司董事会主席、江苏兴达钢帘线股份有限公司董事长刘锦兰表示。

“欧洲橡胶行业正在密切关注天然橡胶产品的可持续性。2023年6月30日,欧盟就《欧盟零毁林法案》(EUDR)正式达成协议,禁止所有公司把与森林砍伐和森林退化有关的商品投放欧盟市场,或从欧盟出口这些商品。天然橡胶生产商和轮胎制造商首当其冲。”欧洲轮胎和橡胶制造商协会秘书长亚当·麦卡锡说。

全生命周期

“可持续是商业发展不可或缺的一部分。创新、性能提升、可持续发展是当前轮胎行业的三大任务。美国橡胶行业正在从安全、环境、经济考量三个方向来提升发展的可持续性,在产品设计、制造、废弃的全生命周期中都要尽量做到可持续。而且要实现可持续,行业组织一定要监管部门密切合作。”美国轮胎制造商协会(RMA)总裁兼首席执行官安妮·夫利斯托·卢克表示。

全生命周期也是欧洲轮胎和橡胶制造商的关注重点。麦卡锡说,欧洲橡胶行业正在大力推动废轮胎回收利用,并在轮胎评估中增加了耐久性等指标。此外,2022年11月10日欧盟委员会公布的 “欧洲第七阶段排放标准(欧7)”的提案中,第一次引入刹车和轮胎的排放标准。欧盟委员会2022年3月发布的《可持续产品生态设计法规》(ESPR),着重强调了环保设计理念,耐用性、可再生利用性、轻量化设计、消费后再生材料含量和可持续采购成为新产品设计时的优先考虑项。

田岛将典表示,加快发展循环经济是普利司通的另一个重要战略。普利司通正在通过轮胎减重新技术、无钉防滑轮胎租赁服务等来提高资源使用效率,通过扩大再生材料的使用、研究利用废旧轮胎合成橡胶原料的化学回收技术等来提高材料的循环性;通过开展翻新业务、飞机轮胎解决方案、轮胎修理服务、废旧轮胎发电、可再生材料技术开发等来提高产品的循环性。此外,普利司通还在不断提高可再生能源(电力)的比例,对水资源管理也非常重视。

Recover:再生

橡胶再生和再利用不同,再生是通过化学反应让材料改变组成,得到新的材料或者新的基础材料,这些新的材料可以用到与之前的应用相同或者完全不同的应用场景。目前世界上的橡胶再生方法主要可以分为橡胶脱交联和深度回收两种。

橡胶脱交联

橡胶属于热固性高分子,这一点和塑料不一样。橡胶制品或者轮胎中的橡胶都已经交联成网络结构,具有较高的弹性和机械强度,这样的橡胶不能重新加工成其它橡胶制品。把这些废橡胶通过化学方法脱交联制成再生胶,就可以像未硫化胶一样在各种橡胶制品中应用。理论上,脱交联是橡胶硫化交联的逆反应。通过脱交联,可以把网状的交联键打开形成线性的橡胶分子,就可以再回到未硫化橡胶。但目前的脱交联技术得到的再生胶在外观上看起来可能和未硫化胶很相似,但在性能上和未硫化胶相比还有相当的差距。

深度回收

橡胶制品如轮胎的深度回收方法目前主要是裂解和气化。

橡胶轮胎经过高温裂解,可以得到炭黑、燃料油和钢丝。裂解可以说是废旧轮胎的深加工了,得到的材料可以有很多用途。常规的裂解技术能耗较高,产生的炭黑、钢丝和常规的炭黑、钢丝相比,性能差别很大,所以这些材料的应用也比较局限。另外,产生的燃料油中含有大量的有害物质,燃烧之后相当于再次转移了污染源。目前也有一些改进的裂解技术如催化裂解,在得到的产品品质和纯度上都有改进。裂解油也可以被再次使用到炭黑生产中,得到循环炭黑。目前可以提供商业化循环炭黑的公司有卡博特和博拉。

废旧橡胶轮胎还可以通过气化,彻底分解橡胶分子。如果说废旧橡胶制品的裂解相当于把一棵枝繁叶茂的大树分解成成段的木头和枝丫的话,气化就相当于把树上所有的木头和枝丫粉碎成细细的木屑。气化后的主产物是合成气,主要含氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等。橡胶或轮胎气化产生合成气的工艺在国外研究较多,国内少见报道。目前制约该技术商业化的原因主要是合成气产率较低,产品分离困难,投资成本较高。

Biobase:生物基来源

对生物基来源材料的研究和探索是目前在可持续发展材料中最热门的领域。未来的很多创新和增长机会可能也会来自这一领域。

在生物基橡胶的探索中,不同来源的天然橡胶早就有很多研究,例如蒲公英橡胶、银菊胶、杜仲胶等等。但由于种种原因都没能商业化。植物油作为石油基加工油的替代品,早就被一些技术领先的轮胎公司成功商业化。例如米其林,马牌,固特异等。

在生物基橡胶的探索中,利用农作物原料通过催化反应生产生物基基础原料的技术路线在国外研究较多。也有一些比较成功地商业化实例。在国内,近年来由张立群院士牵头的依糠酸酯橡胶研究及产业化进展迅速。目前该技术正处于商业化推广阶段。

在生物基来源的橡胶填料方面,近期世界各国的相关企业和大学对木质素和纤维素的再生利用研究较多。这两种材料来源于木材,产量巨大,如果能够很好地利用,无疑是一个减少碳足迹的绝佳技术路线。另外,稻壳灰白炭黑的技术路线近年来也有显著突破。有的产品规格已经接近常规的白炭黑品种。但稻壳的来源稳定性和供应问题相对较难解决。

值得提出的是,橡胶行业中使用最多的天然橡胶本身就是生物基来源的橡胶。因此,如何更好地使用天然橡胶仍然是一个值得深入探索、蕴藏机会的细分领域。

文章来源: 中国化工报,橡胶大师

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