“節(jié)油、安全”已成為世界汽車輪胎的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)輪胎產(chǎn)量雖居世界第一，但大部分輪胎的節(jié)油性能處于歐盟標(biāo)簽法分類等級(jí)的最低水平，中國(guó)輪胎產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。由北京化工大學(xué)張立群教授主導(dǎo)開(kāi)發(fā)的節(jié)油輪胎用高性能橡膠納米復(fù)合材料設(shè)計(jì)及制備關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)我國(guó)輪胎行業(yè)應(yīng)對(duì)歐盟輪胎標(biāo)簽法和貿(mào)易技術(shù)壁壘提供了重要支撐，顯著增強(qiáng)了國(guó)產(chǎn)輪胎的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。該項(xiàng)目榮獲了2015年國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。

歐盟數(shù)據(jù)表明，如果全球都采用節(jié)油輪胎，按節(jié)油5%(B級(jí))計(jì)算，每年可節(jié)油約200億升，減少二氧化碳排放5000萬(wàn)噸，對(duì)緩解全球能源危機(jī)、減少二氧化碳排放以及城市霧霾意義重大。

上世紀(jì)90年代，法國(guó)米其林公司推出第一款使用特殊性能橡膠納米復(fù)合材料制造的節(jié)油輪胎。2009年歐盟推出全球矚目的輪胎標(biāo)簽法規(guī)，并于2012年11月1日起執(zhí)行，要求在歐盟銷售的輪胎必須標(biāo)示出輪胎的滾動(dòng)阻力(節(jié)油性能)、濕路面抓地指數(shù)(安全性能)的等級(jí)，不達(dá)到規(guī)定等級(jí)不準(zhǔn)許進(jìn)入歐盟市場(chǎng)。

世界著名輪胎公司都競(jìng)相大力發(fā)展節(jié)油、安全輪胎技術(shù)。我國(guó)輪胎年產(chǎn)量占全球輪胎總產(chǎn)量1/3以上。但在2009年，我國(guó)大部分輪胎的節(jié)油性能仍處于歐盟標(biāo)簽法分類等級(jí)的最低水平(E級(jí)和F級(jí))，再加上特保等貿(mào)易技術(shù)壁壘的打壓，中國(guó)輪胎產(chǎn)業(yè)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

為此，國(guó)內(nèi)加強(qiáng)了輪胎節(jié)油性能提升方面的研究。由于在構(gòu)成輪胎的橡膠部件中，胎面膠、鋼絲圈墊膠和氣密內(nèi)襯層膠納米復(fù)合材料是發(fā)展節(jié)油輪胎的3種關(guān)鍵材料，在國(guó)家“863”計(jì)劃等項(xiàng)目的資助下，北京化工大學(xué)張立群教授帶領(lǐng)的先進(jìn)彈性體材料研究中心通過(guò)產(chǎn)學(xué)研緊密聯(lián)合，開(kāi)發(fā)了原位改性分散技術(shù)和乳液納米復(fù)合技術(shù)，解決了工業(yè)化應(yīng)用時(shí)納米填料的分散與界面調(diào)控難題。

在此基礎(chǔ)上，他們針對(duì)發(fā)展節(jié)油輪胎的3個(gè)關(guān)鍵部件，發(fā)明了兼具高節(jié)油、高安全、高耐磨以及抗靜電等性能的輪胎胎面用納米復(fù)合材料及其原位改性分散制備方法，解決了高含量納米二氧化硅在橡膠中大規(guī)模混合時(shí)的納米級(jí)分散和界面化學(xué)“錨定”難題;發(fā)明了水相納米解離—改性—乳液共混共凝聚技術(shù)，解決了天然層狀硅酸鹽在橡膠中的納米分散與界面調(diào)控的難題，進(jìn)而開(kāi)發(fā)了高氣體阻隔、低黏性損耗和低成本的氣密內(nèi)襯層用納米復(fù)合材料;發(fā)明了天然針狀硅酸鹽納米短纖維與橡膠的納米復(fù)合制備方法，進(jìn)而發(fā)明了鋼絲圈墊膠用高模量、低黏性損耗的橡膠納米復(fù)合材料。

應(yīng)用該課題開(kāi)發(fā)的高性能納米復(fù)合材料，北京化工大學(xué)開(kāi)發(fā)出了高節(jié)油兼具高安全、高耐磨、抗靜電性能的轎車輪胎，并實(shí)現(xiàn)了這些材料在轎車節(jié)油輪胎的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，生產(chǎn)出達(dá)到國(guó)際最好水平的節(jié)油(B級(jí))、安全(A級(jí))輪胎。

國(guó)際權(quán)威汽車雜志德國(guó)《AUTO BILD》對(duì)全球50個(gè)品牌輪胎測(cè)評(píng)表明，采用該技術(shù)生產(chǎn)的節(jié)油輪胎戰(zhàn)勝了眾多國(guó)際輪胎著名品牌，與米其林輪胎同獲“最優(yōu)”評(píng)價(jià)。

國(guó)內(nèi)兩家著名輪胎公司利用該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的技術(shù)，分別形成年產(chǎn)600萬(wàn)條和500萬(wàn)條轎車節(jié)油輪胎的生產(chǎn)線。近3年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值30.29億元，利稅2.9億元，出口創(chuàng)匯4.18億美元，顯著提升了我國(guó)輪胎的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。項(xiàng)目的另外兩個(gè)完成單位玲瓏輪胎、風(fēng)神輪胎分列2014年《中國(guó)500最具價(jià)值品牌排行榜》第126位和197位，前者還榮列2014年亞洲品牌500強(qiáng)。

此外，在該項(xiàng)目的研究過(guò)程中，研究團(tuán)隊(duì)獲得發(fā)明專利授權(quán)20件，其他專利6件，在橡膠納米復(fù)合材料方面發(fā)表研究論文239篇，獲3項(xiàng)國(guó)際科技獎(jiǎng)。