【橡胶百年专题】铸就橡胶工业的民族风“骨”
发布时间：2015/09/09 作者: 李淑琴 杨青 来源: 中国橡胶网
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中国橡胶网讯 我国骨架材料工业经历了60余年的发展，从近零起步，产品结构调整和升级换代步伐不断加快，适应了中国橡胶工业特别是轮胎工业的发展，目前已跻身世界骨架材料生产大国的行列。子午线轮胎、高强力输送带等产品的发展，催生并带动了钢丝帘线、钢丝绳、涤纶帘帆布、涤纶线绳等新型骨架材料和民营骨架材料企业的崛起。中国橡胶骨架材料行业正在凝聚勇气和智慧，铸就中国橡胶工业的民族风“骨”。
与新中国同步成长
我国橡胶骨架材料的发展几乎与新中国发展同步。1949年，我国轮胎产量2.6万条，所需棉帘布约200吨。
随着国民经济发展，特别是改革开放后橡胶工业持续、稳定、健康、快速地发展，我国橡胶骨架材料经历了由棉（帘帆布）到化纤（锦纶、涤纶帘帆布和整体带芯）的过渡，发展了钢丝帘线、胎圈钢丝及钢丝线绳等钢丝骨架材料，并逐步开发了以芳纶为代表的高性能纤维骨架材料。始终坚持科技创新、致力于产品结构调整、不断实现产品升级换代的橡胶骨架材料工业，有力地支撑了轮胎、胶管胶带等相关行业的发展，并取得了丰硕的成果。目前，已形成产品品种齐全、质量优异、工艺装备配套完整的橡胶骨架材料工业体系。我国也随之成为橡胶骨架材料的生产和消耗大国。
产品结构的升级换代
20世纪我国主要橡胶骨架材料从棉纤维、强力人造丝发展至以锦纶纤维为主导的产品结构，2000年锦纶产量达20万吨。进入21世纪，随着我国引进子午线轮胎技术的原材料国产化需求，我国橡胶骨架材料钢丝帘线和涤纶帘线获得快速发展，并带动了一批企业的成长。
2005年，随着我国载重子午线轮胎的开发，钢丝帘线产量达46万吨，首次超过锦纶帘布产量，成为中国第一大骨架材料，新结构钢丝帘线的开发也相应成为钢丝骨架材料技术创新的主要内容。涤纶材料由于其变形小、模量高、收缩率低，特别适用于轿车子午线轮胎，涤纶帘布从2001年不足1万吨发展至2014年的23万吨，增长了20多倍，特别是更适应子午线轮胎的高模低缩（HMLS）品种，成为涤纶骨架材料的重要发展方向。2001年以来锦纶帘布产品基本无增长，但相关企业在改性技术及其他领域中应用等方面有重要进展，提高产品质量和扩大出口，生产企业仍稳定发展。
目前，在全球范围，橡胶骨架材料仍以钢丝、涤纶、锦纶（包括锦纶6和66）和强力人造丝四大材质为主，钢丝产量和耗用量为首位，涤纶骨架材料增长速度最快。轮胎工业用钢丝帘线总年产量200万~240万吨，纤维帘布年用量超过110万吨，其中涤纶帘布占40%、锦纶帘布占55%、强力人造丝帘布为5%。
除强力人造丝已停产外，我国橡胶工业采用的骨架材料品种结构与国际上大体相似。据中国橡胶工业协会骨架材料委员会会员单位情况统计数据显示：2014年钢丝帘线产量190.7万吨，胎圈钢丝49.6万吨，锦纶帘布25.7万吨，涤纶帘布20.4万吨。
掀起产业绿色浪潮
开发清洁工艺技术、实现节能减排、发展低碳经济是行业可持续发展的重要战略，我国钢丝骨架材料生产企业近年来开发和推广绿色环保技术，掀起一股绿色发展的潮流，取得了一系列重要成果。
一是开发绿色能源，采用风力发电、太阳能发电等技术降低能耗，降低CO2排放，致力于建设绿色工厂。二是使用高效开关电源取代普通硅整流直流电源，节约电能30%，实现高效节能。三是逐步淘汰了热处理工艺铅浴技术，改善了环境。四是全面淘汰了氰化物电镀工艺，采用非氰电镀和热扩散工艺。五是通过精细化管理，调整拉拔工艺，缩短流程，提高生产效率。同时对冷却水和热能进行充分回收利用，既改善了环境，又取得了节能降耗的显著经济效益。
不断追求科技进步
科技创新是企业发展的不竭动力。在国家发改委的支持下，骨架材料纤维和钢丝的两大巨头神马集团和江苏兴达钢帘线公司都建立了国家认定的技术中心，并承担了创新能力建设项目，为行业科技进步搭起了平台。大中型企业也纷纷建立省级和企业自身的技术中心，为企业的科技进步和专业人才培养起了重要作用。
2004年江苏兴达钢帘线公司的“子午线轮胎专用新结构钢丝帘线生产技术开发”获得国家科技进步二等奖。2005年山东海龙博莱特化纤有限公司“6000吨/年涤纶帘帆布及工业长丝技术”获得中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖，山东大业股份有限公司“万吨级子午线轮胎专用超高强度胎圈钢丝产业化技术”和浙江古纤道新材料股份有限公司“液相增黏熔体直纺工业丝技术开发与应用”分别获得中国石油和化学工业联合会和中国纺织工业协会科技进步二等奖。国内骨架材料企业先后获得50余项国家专利技术，不断培育自主知识产权。
迎接更加全球化的明天
随着我国汽车工业、轮胎工业和胶管胶带橡胶制品工业的发展，与之发展规模相对应的骨架材料必然得到较大发展。未来工程机械轮胎将快速增长，农业轮胎需求稳步提高，载重斜交轮胎和轻载斜交轮胎可能呈现负增长态势，子午线轮胎将继续较快增长。因此，预计未来几年橡胶用骨架材料将以钢丝帘线为主导，涤纶帘布仍将保持较高水平增长，锦纶骨架材料保持相对稳定。
“十三五”期间，行业必须坚持市场导向、突出重点、技术进步、协调发展、节能环保、可持续发展和品牌战略等六项原则。坚持从市场出发，充分发挥市场机制配置资源的基础性作用。以产品结构、技术结构和企业组织结构调整为切入点，紧紧围绕新产品开发，注重产品质量改善、技术进步、降低成本、防治污染，加大技术改造力度，提高工艺和技术装备水平，努力形成拥有自主知识产权和关键技术的名牌产品。发挥工业整体优势，优化工业生产力布局和区域经济结构。继续淘汰落后的设备、技术和工艺，压缩部分行业过剩和落后的生产能力，支持大中型企业的技术改造和企业的联合与兼并，提高企业集约化程度和企业经济效益，实现规模经济，进一步抓好原材料及生产装备的配套，增强骨干企业参与国际竞争的能力。对建设规模进行总量控制，以适应国内外市场的需求，促进产业结构优化升级。
此外，推进产业全球化战略十分必要。为积极引导企业利用外资，应不失时机地与国外大公司建立各种形式的战略联盟，共同开发高科技产品，获得互补性资源。同时应积极通过境外上市、发行债券、引进外资投资者等途径，充分利用合作伙伴的资金、技术、管理、市场营销能力等资源，引进先进技术和管理经验。有理由相信，在行业有识之士的共同努力下，我国橡胶骨架材料的明天将更加美好。
着眼未来的高性能材料
目前，就全球范围来说，橡胶骨架材料仍以钢丝、涤纶、锦纶（包括锦纶6和66）和强力人造丝四大材质为主，但一场以节能、环保、智能、高效为目标的高性能材料研发推广风暴正在来临，并有可能推动甚至引领轮胎等橡胶加工行业实现绿色制造。
芳纶骨架材料
芳纶材料由于其特殊的性能，特别是高强度、高模量和低密度，成为轮胎骨架材料新一代高性能纤维材料的代表。
橡胶工业中主要采用对位芳纶纤维（芳纶1414纤维），其全称为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维。我国芳纶纤维材料虽在20世纪70年代着手开发，但真正取得较大进展还是在21世纪。“十五”期间，国家重点科技支撑计划项目“芳纶材料在轮胎工业中的应用”在华南轮胎实施，充分体现了芳纶材料在子午线轮胎中应用的优越性和轻量化作用。轿车轮胎中仅带束层采用芳纶帘线替代钢丝帘线就取得降低滚动阻力12.8%、节油3%的效果，轮胎耐久性和高速性能显著提高。目前，芳纶材料在轮胎中的应用技术已基本成熟。
目前，我国主要的对位芳纶在建项目单位有山东烟台氨纶股份有限公司、江苏仪征化纤股份有限公司、平煤神马集团有限公司、晨光化工研究院、苏州兆达特纤科技公司、广东新会彩艳公司等，总年产能约1万吨。芳纶原料对苯二甲酰氯合成的清洁生产工艺生产企业已在江苏淮安上马。
PEN纤维
PEN纤维的化学名称为聚萘二甲酸乙二醇酯纤维，属涤纶类产品，是高性能子午线轮胎的理想骨架材料之一。应用PEN纤维作子午线轮胎骨架材料，可提高轮胎的操纵性和使用寿命、降低路面噪声、使轮胎轻量化、降低滚动阻力。
目前骏马化纤股份有限公司组织科技力量开展PEN纤维的开发研制和加工应用等方面的研究工作，并与东华大学合作进行联合攻关，可望取得产业化成果。
BPO短纤维/橡胶复合材料
BPO的化学名称为聚对苯撑苯并双噁唑。BPO短纤维是一种特高强度的纤维，且初始模量高，具有耐热、阻燃、耐冲击、耐弯曲疲劳和耐化学稳定性等优良性能，目前已在航空、航天及特殊要求耐热、防冲击等增强材料领域中获得应用。其在橡胶工业中的应用已获得广泛关注，如在轮胎胎面胶中使用可改善耐磨和抗刺扎性能，在V带中使用可提高横向刚性和纵向柔性，在密封制品中使用可减少变形等，但由于BPO短纤维价格昂贵，采用少量BPO短纤维制备橡胶复合材料，可满足高性能橡胶制品的要求。
UHMWPE纤维材料
超高相对分子质量聚乙烯纤维简称UHMWPE纤维，与碳纤维和芳纶纤维一起被称为“三大高性能纤维”。UHMWPE纤维具有高强度和高模量，且价格低，适合子午线轮胎骨架材料的要求，引起业内人士的大力关注，但其在轮胎工业中应用的主要技术难点是与橡胶的粘合差，且熔点低，解决这两项技术至关重要。目前有些企业通过对纤维表面等离子处理等各项技术及探讨低温硫化工艺，使UHMWPE纤维在橡胶工业中的应用逐步成为可能。
涤纶工业丝改性技术
采用纳米材料对涤纶工业丝进行复合改性可大大提高普通PTE工业丝的性能，制备高性能橡胶制品。纳米复合材料主要是经表面预处理的纳米SiO2和纳米稀土CeO2复配产物，利用纳米粒子的尺寸效应和表面活性的功能效应，使纳米粒子与PET间形成强界面作用力，使PET的结晶度、结晶速度和熔融结晶温度发生变化，带来一系列性能改变。该技术在HMLS工业丝上获得初步应用，使其断裂强度、定负荷伸长率、干热收缩率，特别是断裂伸长率和阻燃性等性能有显著提高。
百年故事
苏北小镇崛起“钢帘线城”
在江苏兴化的戴南镇，有一条静静流淌的茅山河。茅山河穿过全镇，滋养着一方水土一方人，也滋养出一家和世界巨头相抗衡的轮胎骨架材料生产企业——江苏兴达钢帘线股份有限公司。从一个只有10名工人、几十万元家当的乡镇小厂，到打破国外巨头对中国市场的垄断，再发展到拥有数千名员工、上百亿元资产的现代民营企业，建起世界最大的“钢帘线城”，兴达只用了短短的20多年。
兴达1986年创办热电厂并小有成就，然而厂长刘锦兰并不安于小富，经过多次的市场调研和考察，他把目光瞄准了子午胎的“脊梁”——钢帘线。
钢帘线产品技术含量高，质量要求严，被誉为金属材制品中的“皇冠”，涉足该领域风险很大。但刘锦兰自有道理：全国大搞道路建设，车用子午胎的普及率会大幅度提高，子午胎用钢帘线的市场需求必定剧增。“钢帘线是国家‘八五’攻关项目，市场潜力大，如果不搞这个项目，失去的将是发展的机遇。”
然而，1993年企业经过千辛万苦后才投入生产的钢帘线，由于生产工艺落后，技术力量薄弱，产品出现粘合力偏低和断丝等严重问题。30多吨废品使得兴达一下子损失了60多万元，这在当时是一笔天文数字。巨额亏损让刘锦兰承受了巨大的压力。当地一位领导曾下令兴达的钢帘线项目下马：“再不下马你就会成为历史的罪人!”刘锦兰却挺直了腰杆回答：“此时下马才是历史的罪人!”他心一横，带领全厂职工又投入了新的技术攻关中。外来的专家走了，他组建自己的技术攻关小组，不断地进行试验对比检测数据，经历了无数个不眠之夜，终于自行研制出了张力器、钢丝预变型器，从根本上攻克了技术难关。1999年，兴达钢帘线产品第一次扭亏为盈。
发展步入正轨后，为了提高产品的合格率，兴达先后投入巨资从意大利GCR公司、德国莱茵公司引进先进技术设备，把产品附加值提高近一倍，产品合格率提高5个百分点。但刘锦兰认为，对外来技术只能移植，不能克隆，创新才是企业效益增长和持续发展的根本。经过消化吸收，兴达又自主开发了一批专利技术，其子午线轮胎专用高性能新结构钢帘线生产技术荣获2004年国家科技进步二等奖。
创新离不开人才。20多年来，兴达积累了百亿元资产，但在刘锦兰眼里，高素质的人才队伍比巨额资产更宝贵。钢帘线是由一根根钢丝拧成的。以往，一根钢丝断了，捻股机仍然高速运转，造成成品率下降。六分厂一位名叫姜华的职工对破解这一难题着了谜，并很快研制出了断丝保护技术，将钢帘线产品合格率提高了1~2个百分点。刘锦兰将这一技术命名为“姜华断丝保护法”。
如今，兴达已跻身国际同行业三甲之列，成为国内唯一一家与外资钢帘线生产企业并驾齐驱的钢帘线生产商。然而，创新始终被视为发展之源泉，每年用于研发的经费超过销售收入的3%，一批重大创新成果获得国家、省市和行业表彰。
兴达崛起至今，无数人问过秘诀在哪里。董事长刘锦兰一语道破天机：“企业间的竞争表面上看是质量的竞争，本质上是企业管理水平的竞争，深层次看是企业文化的竞争。兴达‘立德、立功’的企业文化，使企业迅速崛起。”
老职工徐云讲了这样一个故事：“2002年的时候，兴达扩大规模抢占市场，只用9个月就建成了年产4万吨的兴达六厂，产能一下翻了一番。但六厂新职工占了95%，技术生疏一度影响了钢帘线成材率。老厂职工得知后，利用下班时间主动来帮助新工人掌握技术。仅仅半年，兴达六厂的成材率迅速提高。”职工马卫军说：“我就是曾经接受过老职工培训的新工人。现在我作为一个老工人，还要保持兴达职工传帮带的传统。”
刘锦兰回忆这一段往事时感慨颇深：“兴达不论是工人还是领导干部，在不同的岗位上做不同的主人，就像那根根帘线拧成的绳，有劲，抗得住风险，凝聚成一个敢于跨出国门争一流的坚强集体。”
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