中国橡胶工业原材料和工艺技术的绿色化进展
发布时间：2012/05/17 作者: 中国橡胶工业协会 许春华 来源: 中国橡胶网
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1 中国橡胶工业的现状
1.1 各类橡胶产品持续稳定发展
进入21世纪以来，我国橡胶工业始终保持健康快速的发展，已经成为世界橡胶工业的大国，并正向世界橡胶工业的强国迈进。表1是我国近十年来的橡胶消耗量，它是橡胶工业发展的重要标志。自2002年以来，我国生胶消耗量连续9年保持世界第一，平均递增为9.7%，根据世界橡胶组织报道2010年全球橡胶消耗量为2416万吨，而我国为645万吨，约占全世界的1/4。表2是十年来我国橡胶工业总产值数据（国家统计局发布），平均递增率达22.5%。2005年我国轮胎产量跃为世界第一，连续七年保持世界第一，2011年子午化率已达87%，轿车轮胎的子午化率达100%，如表3示。我国管带、胶带、自行车胎和胶鞋等产品产量在世界上也名列前茅。
表1 2001年以来我国橡胶消耗量 （万吨）
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年度
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2001
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2002
|
2003
|
2004
|
2005
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2006
|
2007
|
2008
|
2009
|
2010
|
|
消耗量
|
279
|
306
|
310
|
340
|
400
|
450
|
505
|
550
|
588
|
645
|
|
递增率(%)
|
7.2
|
9.7
|
1.3
|
9.7
|
17.6
|
12.5
|
12.6
|
12.2
|
6.9
|
9.7
|
表2 2001年以来我国橡胶工业总产值 (亿元)
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年度
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2001
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2002
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2003
|
2004
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2005
|
2006
|
2007
|
2008
|
2009
|
2010
|
|
工业总产值
|
894
|
1065
|
1313
|
1624
|
2189
|
2735
|
3400
|
4107
|
4775
|
5059
|
|
递增率(%)
|
10
|
20
|
23
|
24
|
34
|
25
|
26
|
20
|
15
|
27
|
表3 2001年以来轮胎产量及增长率
|
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2001
|
2002
|
2003
|
2004
|
2005
|
2006
|
2007
|
2008
|
2009
|
2010
|
|
轮胎总产量（万条）
|
12300
|
14000
|
16500
|
21000
|
25000
|
28000
|
33000
|
35000
|
38000
|
44300
|
|
增长率（%）
|
9.5
|
13.8
|
17.9
|
27.3
|
19.1
|
12.0
|
17.9
|
6.1
|
8.6
|
16.6
|
|
子午胎产量（万条）
|
4250
|
5400
|
7600
|
10960
|
14850
|
18100
|
23000
|
26365
|
30000
|
37500
|
|
增长率（%）
|
17.8
|
27.1
|
40.7
|
44.2
|
35.5
|
22.0
|
27.8
|
14.6
|
13.8
|
25.0
|
|
轮胎子午化率（%）
|
35
|
39
|
46
|
52
|
59
|
64
|
70
|
75
|
79
|
84.7
|
1.2 建立创新机制、坚持科学发展
“十五”、“十一五”期间，国家科技部在橡胶行业分别组建了“国家橡胶助剂工程技术研究中心”、“国家轮胎工艺和控制工程技术研究中心”、国家炭黑材料工程技术研究中心”。国家发改委在2011年分别组建了轮胎工业原材料、装备和轮胎工艺技术两个国家重点实验室，为企业搭起了科技创新的平台。
国家发改委批准组建的“国家认定的技术中心”已发展至18个，分别是三角集团、华南轮胎、软控股份、风神轮胎、贵州轮胎、成山集团、双星集团、双钱轮胎、天津赛象、益阳橡机、桂林橡机、神马集团、兴达钢帘线、安徽中鼎、株洲时代、广东巨轮模具、黄海轮胎、玲珑轮胎等。
2008年始，国家重新认定了一大批高新技术企业，在国家的大力支持下，橡胶企业不断完善自身的技术创新体系，建立上下游结合，产学研结合的创新机制，建立技术中心，加强人才建设，不断优化产品结构，提高效益、降低能耗、加大科研投入，以科学发展观统领企业发展，企业已逐步成为科技进步的主战场。
“十一五”期间，国家科技部先后投入2亿余元资金支持橡胶行业的重大科技项目，分别是芳纶材料的开发应用、跑气保用安全子午线轮胎、高速动车减振橡胶配件、铁路桥梁橡胶支座、36.00R51为代表的超巨型工程子午线轮胎、数字化成套橡胶装备和检测设备、溴化丁基胶、异戊橡胶、稀土顺丁胶、高热稳定性不溶性硫黄、橡胶均匀剂、橡胶助剂的清洁生产工艺和三废治理、翻新轮胎技术等，这些项目已形成大批科技成果，培养了一大批科技创新带头人，大大促进了行业的科技进步和产业化水平。
国家科技部中小型企业的创新基金项目自1999年创建以来，，橡胶行业每年均有几十个项目获得国家支持，主要集中在各类橡胶制品企业和橡胶助剂企业，仅橡胶助剂行业就有五十余项，创新基金项目对支持中小型企业的成长和发展起了重要的推动作用，企业也在实施过程中做大、做强。
十年来橡胶行业获得的国家级科技奖励项目如表4所示。
表4 2001-2010国家级科技奖励项目
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成果名称
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完成单位
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奖励等级
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获奖时间
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同步转子密炼机
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青岛化工学院
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国家科技进步二等奖
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2001年
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6000吨/年子午胎专用硅烷偶联剂
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南京曙光化工总厂
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国家科技进步二等奖
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2002年
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万吨级/油、油/气新工艺炭黑生产技术
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炭黑工业研究设计院
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国家科技进步二等奖
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2002年
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子午胎专用新结构钢帘线生产技术
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江苏兴达钢帘线公司
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国家科技进步二等奖
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2004年
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高精密度自动物料输送称重配料系统及产业化应用
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青岛高校软控股份公司
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国家科技进步二等奖
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2004年
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|
亲核芳环取代氢新途径及液相催化氢化新方法制备RT-培司
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山东圣奥化工有限公司
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国家科技进步二等奖
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2004年
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3万吨/年丁基橡胶生产技术
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北京化工大学
燕山石化公司橡胶厂
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国家发明技术二等奖
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2006年
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巨型工程子午胎成套生产技术和装备开发
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三角集团有限公司
天津赛象科技公司
|
国家科技进步一等奖
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2007年
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高性能新型弹性体（TPV）的动态硫化制备技术
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北京化工大学
山东道恩公司
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国家技术发明二等奖
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2008年
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超低断面抗湿滑低噪声乘用子午线轮胎
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山东玲珑有限公司
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国家科技进步二等奖
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2010年
|
上述成果包含了各类橡胶原材料及清洁生产工艺、配套装备和子午线轮胎成套技术。涉及了橡胶工业的主要领域，且成果均形成了产业化规模，取得重大社会效益和经济效益，形成了自主知识产权。其中RT-培司的清洁工艺技术极大地促进了我国橡胶助剂清洁工艺的开发，并取得了美国337调查案的全胜，影响重大。“巨型工程子午胎成套生产技术和装备的开发”是橡胶行业唯一的国家科技进步一等奖项目。
目前，中国橡胶助剂工业、再生胶循环利用产业和橡胶装备产业在产品数量、质量、绿色化工等方面已经进入世界强国的行列；“十二五”是我国橡胶工业由大国向强国发展的关键时期，在科学发展观的指导下，中国橡胶人的共同努力下，中国橡胶工业将有更多的产业进入世界前列，实现我国民族橡胶工业的高起点的跨越。
2 掀起绿色浪潮 发展低碳经济
2.1 降低能耗就是增加财富
低碳经济主要指低能耗、低排放和低污染。随着全球气候的变化，关注环保、发展低碳经济已经成为国际社会主流的发展战略，低碳产业、低碳技术、低碳产品已成为全球经济发展的新增长点。我国政府实施了鼓励发展低碳经济的一系列政策，明确提出把发展低碳经济作为实现可持续发展战略的长期任务，并承诺至2020年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%；其中非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右，森林面积比2005年增加4000万公顷、森林蓄积量比2005年增加13亿立方米。
世界各国也提出了减低CO2排放的目标，2005-2020年，美国为17%，日本为25%，印度为20%-25%，韩国为30%，欧盟1990-2020年降低温室气体排放20%。欧盟还明确提出了提高能源效率的目标，与1990年相比，2020年能耗减少20%，每年减少7.4亿吨温室气体排放，每年减少1000亿欧元的能源成本。可见，降低能耗就是增加财富！
中国GDP占全世界的9.5%，而能源消耗却占全球的19.5%，中国是能源消耗大国，在当前复杂的国际经济形势面前，加上国内部分资源的短缺，掀起绿色浪潮，加强精细化管理，向节能挖潜、向节能要效益，实现低碳、绿色、环保、高效是行业实现可持续发展的重要措施之一。
2.2 实施轮胎标签法 推动绿色制造
欧盟有关数据表明，全球18%的二氧化碳排放与道路交通有关，而汽车20%-30%的燃油消耗与轮胎相关，24%的道路车辆二氧化碳排放量与轮胎相关。有数据表明，降低子午线轮胎滚动阻力20-30%，节油可达5-7%，每百公里二氧化碳排放量减少400g，如果全国轿车全部使用低滚动阻力轮胎，每年能降低油耗41万吨以上，减少二氧化碳排放300万吨以上，按全世界计算则每年可节省200亿升汽油，减少二氧化碳排放5000万吨。因此提高轮胎在道路交通中的能源效率，对发展低碳经济是十分有效的。这也是自1992年米其林开发绿色轮胎以来的巨大意义;据米其林统计，从1992年推出第一款绿色轮胎到2011年10月10日，米其林轮胎在全球共节省燃油146亿升，减少二氧化碳排放367亿千克。米其林要做的就是继续发挥优势，不断研发适应市场需求的节油绿色轮胎产品。
欧盟于2009年11月25日正式通过了779号《欧洲议会和欧盟理事会关于燃料效率及其他必要参数的轮胎标签指令》即1222/2009/EG法规。并于2012年11月1日起正式实施。
该标签将轮胎效率即滚动阻力、湿滑性能和轮胎噪音三个指标划分为A.B.C.D.E.F.G共7个等级，按最佳到最差以绿“A”到红“G”标志标示，如图1所示。我国出口欧盟轮胎约占出口量的15%。因此，标签法直接涉及我国轮胎的质量。有统计数据表明我国目前有36%轮胎达不到标签法第一阶段要求，50%达不到第二阶段要求。
图1 欧盟轮胎标签图
应对标签法，我国轮胎制造业首先应加大对绿色轮胎的技术开发力度，只有符合环保要求的轮胎产品才能得到绿色通行证。据了解，在今年10月17日，欧盟轮胎与橡胶制造商(ETRMA)公布了对9个品牌轮胎的多环芳烃含量的检测结果，10条轮胎超出限值，其中9条是中国轮胎。此前在3月1日公布的结果中12条不合格轮胎均为中国产品。
绿色轮胎、节能轮胎旨在节能、安全、环保，其经济效益和社会效益十分显著。仅据上海双钱轮胎几种产品的统计，节能环保轮胎比普通轮胎平均减重3.5KG，按100万条轮胎计，可节省原材料3500吨，以平均原材料价格2.5万元/吨计，可节省8750万元，采用氮气硫化等工艺措施，可节能385万元，年经济效益达到9135万元。在社会效益方面，节油和降低二氧化碳排放效果明显；以双钱轮胎用户反馈数据为例，按平均油耗下降4%计，每条轮胎可节省270升柴油，同样以生产100万条节能环保轮胎计算，共计可节省2.7亿升柴油，以柴油价7.5元/升计，可节省约20.25亿元，按每升柴油二氧化碳排放2.6765kg，100万条轮胎二氧化碳排放量可减少72.27万吨，十分可观。三角集团为通用公司开发的专用OE轮胎，采用特殊的配方、结构设计，可有效降低滚动阻力20%以上。风神轮胎开发的全钢载重子午线轮胎，全部采用通过欧盟REACH法规的绿色材料和自主开发的相关工艺，产品的节油提高5%，华南轮胎公司开发的高速安全、节能环保轮胎，玲珑公司的低断面、低噪音轮胎也取得显著的绿色、节能效果。
当然应对标签法，我国的检测技术、认证制度是亟待提高的，特别是我国还没有建成轮胎试验场，无法对轮胎产品进行全方位、深层次的检测和提供准确的数据，成了我们实现标签法的一大障碍。
实现绿色制造的基础是原材料和工艺技术。
3 我国橡胶工业主要原材料的绿色化进展
加大产品结构调整，大力发展安全、节能、环保的原材料是绿色制造的基础之一。原材料的绿色化应包括材料的产品结构、生产工艺和使用的全过程，并逐步减少石油原料的比例。表5是我国各类原材料的生产情况，其中橡胶助剂、炭黑和钢丝骨架材料均是世界生产和消耗最大的国家。
表5 2001年以来主要橡胶原材料增长 （万吨）
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产品名称
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2001
|
2002
|
2003
|
2004
|
2005
|
2006
|
2007
|
2008
|
2009
|
2010
|
|
合成橡胶
|
105.2
|
113.3
|
127.2
|
138.0
|
163
|
184
|
222
|
238.3
|
275.5
|
310
|
|
天然橡胶
|
47.8
|
52.7
|
56.5
|
57.4
|
51.1
|
53.8
|
58.8
|
54.8
|
63.0
|
68.7
|
|
炭 黑
|
76.3
|
82.6
|
101.9
|
138.1
|
161
|
185
|
230
|
243
|
283.0
|
337.5
|
|
橡胶助剂
|
13.8
|
18.0
|
20.6
|
24.6
|
29.8
|
38.9
|
47.0
|
51.7
|
59.5
|
70.1
|
|
钢帘线
|
5.0
|
8.9
|
16.0
|
30.9
|
46.0
|
56.2
|
72.5
|
69.5
|
91.6
|
120.4
|
|
聚酯帘线
|
1.2
|
1.8
|
1.7
|
2.4
|
2.3
|
4.6
|
7.6
|
7.1
|
8.6
|
11.7
|
|
锦纶帘线
|
22.8
|
23.6
|
25.6
|
31.6
|
32.5
|
26.6
|
27.0
|
24.3
|
24.7
|
26.8
|
3.1 推动新型橡胶产业发展
天然橡胶和合成橡胶是橡胶工业主要原材料，2010年全球橡胶消耗量2416万吨，我国2010年耗胶645万吨，其中天然胶消耗289万吨，合成橡胶256万吨。我国由于受自然条件的影响，天然橡胶的产量仅68.7万吨，75%以上需要进口。
3.1.1 天然橡胶
杜仲橡胶是目前世界上除三叶天然橡胶以外的最具有开发前景的天然橡胶资源，我国杜仲的种植面积已有35万公顷；根据我国的地理位置，适宜种植的面积约有1000万公顷以上，发展潜力很大。
杜仲胶的化学结构是反式聚异戊二烯，与顺式结构的天然橡胶有所不同，是补充天然橡胶的重要绿色途径。
经过几十年的科研开发，杜仲橡胶的提取技术有了重要进展，目前实现杜仲橡胶产业化的瓶颈仍然是提取成本高和加工性能较差等原因。中国橡胶工业协会已在2011年组建了“杜仲产业联盟“，大力推动杜仲产业链的发展和杜仲的综合利用，促进其形成橡胶新兴产业。
德国和美国科学家发现蒲公英可望成为生产橡胶的植物，他们解决了蒲公英胶乳的采集技术，预计1公顷种植面积可获得500-1000公斤乳胶。
3.1.2 新型合成橡胶
3.1.2.1 异戊橡胶
异戊橡胶是与天然橡胶化学结构完全相同的合成橡胶，随着C5资源综合利用技术的开发，异戊橡胶的合成有了可靠的基础。全世界异戊橡胶生产主要集中在俄罗斯、美国、日本和荷兰。2010年产量分别是51.2万吨、9万吨、8.6万吨和1.5万吨。
我国自2010年广东茂名鲁华化工1.5万吨/年和青岛伊科斯3万吨/年装置建成后，还有吉林石化6万吨、辽宁盘锦振奥化工5万吨、山东淄博鲁华5万吨、青岛伊科斯4万吨等扩建项目纷纷在建，中国将成为未来几年世界上异戊橡胶生产能力的主要增长区，由于异戊橡胶基本可等量替代天然橡胶，其市场前景十分广阔。
与杜仲橡胶结构相同的合成反式异戊橡胶（TPI），2006年已在青岛科技大学方泰材料公司建成500吨/年中试装置。计划在2012年建成3万吨/年装置。
3.1.2.2 集成橡胶
被称为轮胎胶料“黑三角”的耐磨耗、低滚动阻力、抗湿滑性能的综合是十分困难的。近年来，通过分子设计以苯乙烯、丁二烯和异戊二烯为原料。以烷基锂为催化剂一次合成制得的集成橡胶，简称SIBR。该胶具有良好的综合性能，可以很好地替代多胶共混的材料，大大降低能耗。通过调整三种材料的不同比例，制造满足轮胎不同部位需求的橡胶，如美国固特异Cyber的集成胶三种单体的比例St/Ip/Ba为29/50/25,可广泛用于绿色轮胎。
我国燕山石化公司开发的SIBR中试产品已顺利通过轮胎试制，其加工性能和物理机械性能完全符合子午线轮胎的需求。
集成橡胶的开发成功和产业化是对橡胶加工产业节能、降耗、绿色发展的重大贡献。
3.1.2.3 聚氨酯轮胎胎面胶
聚氨酯橡胶具有极好的耐磨性、抗刺扎性和低的滚动阻力，滚动阻力比普通胎面胶低50%，且加工简易，可采用浇注方法，大大节省能耗。因此，聚氨酯橡胶是制造绿色轮胎胎面胶的优良材料。但由于它的生热、湿滑和与橡胶的粘合性能差等缺点，在轮胎中的应用受到制约。
近几年，华南理工大学华工百川的工程技术人员进行了大量的研究开发工作，开发了互穿网络结构和表面处理技术，使上述关键技术获得突破，已建成40万条/年聚氨酯作为胎面胶的子午线轮胎生产线，轮胎产品供不应求，实践证明了低滚动阻力、节油的明显效果，这一技术是开发绿色轮胎的创新成果，必将取得良好的发展前景。
此外，非常适合于绿色轮胎的溶聚丁苯橡胶和钕系顺丁橡胶在世界著名合成胶生产企业取得快速发展，溶聚丁苯橡胶在我国已形成一定产业化规模，而钕系顺丁尚在开发之中，该胶的分子量分布窄，有优良的物理机械性能和低的滚动阻力。
3.2 橡胶助剂工业的绿色发展
2011年是中国橡胶工业协会橡胶助剂专业委员会十年华诞；十年一路走来，中国橡胶助剂工业始终坚持科学发展，坚持绿色制造，开创了中国橡胶助剂工业的新纪元，跻身于世界橡胶助剂强国的行列。
橡胶助剂工业绿色发展主要表现在调整产品结构和开发清洁生产工艺两个方面。到目前为止，会产生亚硝胺导致癌症的有毒有害品种产品大部分已被新品代替，橡胶助剂产品的绿色化率超过90%。多项清洁生产技术获得国家科技支撑计划的支持，数项成果获得国家和省部级科技进步奖。如对苯二胺类防老剂中间体RT-培司的清洁工艺技术、硅烷偶联剂的全封闭生产技术、万吨级NS的生产技术和水资源综合利用技术、一步法高热稳定性不溶性硫黄的生产技术和次磺酰胺类氧气、H2O2氧化技术等均对我国橡胶助剂工业的发展起了重要的推动作用，全面实现零排放是橡胶助剂未来的重要目标。
2011年我国橡胶助剂的产量为70.1万吨，为2001年的5倍以上，十年平均递增为20.8%，总产量占全世界的50%以上，产品30%出口，在全球具有举足轻重的地位。
2009年和2011年正式出版的“中国橡胶助剂工业科技发展报告”和“中国橡胶助剂工业的清洁生产”作为“姐妹篇”阐述了中国橡胶助剂工业近10年来在“坚持科技进步，以环保、安全、节能为中心发展绿色化工”方针指导下取得的绿色进展。
这里要指出的是关于含多环芳烃（PAHs）芳烃油的替代问题，芳烃油是指芳香烃的碳原子占油分子中总碳原子的20%-30%以上的油品，它虽不属橡胶助剂统计范畴，但确是一种重要的橡胶软化剂，仅橡胶加工行业年需求量超过20万吨。
欧盟2005/69/EC法规对苯并芘（BaP）为代表的8种多环芳烃予以限制，其产品中的总含量不得超过10mg/Kg，其中BaP小于1mg/Kg。而我国目前基本依靠进口，如前述，已有多批轮胎产品因这个指标不合格而受到制裁，因此，环保芳烃油的替代问题迫在眉急。
3.3 低滚动阻力炭黑和高分散白炭黑
低滚动阻力炭黑是世界炭黑生产技术的一大突破，采用低滚动阻力炭黑可降低轮胎滚动阻力10%左右，节油2-3%，并可降低轮胎生热，改善轮胎的使用性能，延长使用寿命。
我国炭黑研究院开发的DZ系列产品和黑猫公司开发的HM1107低滞后性能的炭黑，已在子午线轮胎中获得应用，具有良好的绿色效应。
1974年德国人首先将白炭黑用于轮胎胎面胶中，1992年法国米其林将大量白炭黑用于轿车轮胎胎面，制造了第一代节能环保轮胎，称为“绿色轮胎”。“绿色轮胎”的滚动阻力比普通子午胎下降20%左右，节油4-6%。从此，“绿色轮胎”成了子午线轮胎的追求方向，白炭黑在绿色轮胎中的应用取得重要进展，可以说白炭黑与“绿色轮胎”是不可分割的概念。但由于白炭黑粒子细、易飞扬、易聚集及特殊的表面特性，在橡胶中难以分散，限制了它的应用。因此，高分散、易分散白炭黑成为白炭黑发展的重要目标，高分散白炭黑的比表面积大，氮吸附值可达165±10㎡/g、粒径小，平均粒径D50为2.5μm 。高分散白炭黑由于分散性能好，在100份橡胶中可填充50份甚至80份，对实现绿色轮胎制造做出了贡献。
绿色轮胎又拉动了白炭黑的发展，预计2015年，全球白炭黑的消耗量将达到210万吨，届时我国白炭黑将达到120万吨，成为全世界生产和消耗最大的国家，对高分散白炭黑需求将随之增加。
3.4 橡胶骨架材料
新世纪，橡胶骨架材料产品结构的调整取得显著成效，随着我国子午线轮胎的发展，2005年钢帘线成为我国第一大骨架材料，聚酯帘布也快速增长。在20世纪50-80年代，尼龙和聚酯代表了合成纤维的先进技术，进入新世纪，芳纶材料成为高性能纤维材料的代表，也是最具绿色效果的纤维材料。
由于芳纶材料与其他各类橡胶骨架材料相比，具有强度高、比重小、热收缩低、高耐热和蠕变极小的优点，是优良的轮胎和管带的骨架材料。据广州市华南轮胎等企业的试制结果，在轿车胎中使用，使轮胎重量有明显下降，滚动阻力平均下降12.8%，节油3%左右，轮胎的高速性能和耐久性均有较大幅度提高，经济效益、社会效益十分显著。
国家对芳纶材料的开发十分重视，自“六五”规划就在军工口立项，“十五”、“十二五”又多次列入国家支撑计划和国家“863”计划。至目前为止，我国已形成了芳纶规模化生产的能力，特别是在轮胎工业中应用对位芳纶已显示出超群的重要意义。目前，全球对位芳纶的产能约8.6万吨，国内产能已接近1万吨。芳纶材料的开发应用将出现新的增长点。
此外，超高分子量聚乙烯材料在橡胶工业中的应用已经引起人们的关注，它的开发成功将成为橡胶骨架材料的一个重大突破。
4 坚持节能降耗，开发绿色工艺技术
绿色工艺技术是橡胶工业节能降耗的重要保证，如新型混炼工艺、高温充氮硫化工艺、数字化、自动化生产技术及高效节能生产设备的开发应用均带来节能降耗的显著效果。
4.1 混炼工艺技术创新
橡胶混炼是橡胶加工技术的瓶颈，是产品性能的关键。混炼过程也是橡胶加工中能量消耗最大的部分，其能耗几乎占轮胎生产的40%，通常1吨混炼胶成品通过密炼机2-3段的混炼过程，消耗电力达400千瓦时左右。因此，近年来混炼工艺技术的创新引起了人们极大的注视；低温一次法连续混炼技术、湿法混炼技术及螺杆一次连续混炼等技术均取得较好的开发和应用效果。
4.1.1 低温一次法连续混炼工艺
传统的炼胶工艺基本都采用密炼机连续多段高温混炼，每一段都经过多次反复高温加热冷却，其中40%的能耗都消耗在加温降温的过程中，能耗大、混炼周期长、效率低，大大增加了企业成本。
低温一次连续混炼工艺是将传统的多段混炼改为一次连续混炼，即胶料通过密炼机高温密炼后，先经过第一台开炼机冷却，再通过中央输送系统对称地分配到周围多个开炼机上进行连续低温混炼，制得终炼胶，全过程实现自动控制。
低温一次连续混炼工艺减少了胶料中间传递环带，大大节省了混炼时间，使原材料转化为混炼胶的时间由原来的12小时缩短到30分钟，降低企业原材料的占用成本，由于只有一次密炼机升温过程，胶料混炼大多在开炼机上低温混炼，大大降低了能耗。据三角轮胎、赛轮公司和贵州轮胎等实际使用介绍，每吨胶耗电可降低10-20%，以三角轮胎为例，由目前行业平均每吨胶需1100千克标煤，降至870千克标煤。且由于低温混炼过程有利于改善炭黑的分散，大大提高胶料的物理机械性能。
低温混炼一次混炼工艺技术已在数家轮胎企业采用，并不断推广应用，软控股份公司、华工百川公司具备了提供成套设备能力。
4.1.2 湿法混炼工艺技术
湿法混炼工艺技术是将天然橡胶或合成橡胶在乳胶状态时直接充入炭黑或白炭黑浆料，制得橡胶-炭黑（白炭黑）共沉橡胶。这是近代橡胶混炼技术的重大创新，国际上美国卡博特公司首先开发成功，在米其林应用。与传统的干法混炼工艺相比有如下的优越性；
（1） 从根本上解决炭黑或白炭黑在加工过程中粉尘飞扬的污染问题。
（2） 优化混炼工艺，可减少混炼段数，缩短混炼时间，提高混炼效率。大大降低混炼能耗，可实现降耗30-40%。
（3） 可大大减少混炼设备的投资，节约资金约30%。
（4） 可有效地改善聚合物与填料之间的相互作用，改善分散效果。
（5） 提高胶料的物理机械性能和加工性能，实践表明可降低硫化胶的滚动阻力15-20%。并降低生热，提高使用寿命。
目前国家轮胎工艺和控制工程技术中心已组织国内产学研相关企业合作，立项进行技术攻关，已取得良好效果，预计在2012年可实现规模化推广。其生产工艺流程如图2所示。
图2 湿法混炼工艺流程
4.1.3 双螺杆连续混炼工艺
传统的密炼机混炼工艺是将胶料进入混炼室、在冷状态下起动，需用较大的功率，耗电高；而在混炼过程中，胶料快速剪切所产生的热量无法排除，一般均控制较短的时间，然后将胶料压片并迅速冷却，根据工艺要求可进行二段和三段混炼。
采用双螺杆连续混炼工艺，可实现连续生产、节能显著，同时可将胶料剪切过程产生的热能加以利用，使其提高进入双螺杆混炼段胶料的温度，这种状况可显著节能能耗，与密炼生产工艺相比，可节省电能消耗50%以上；同时可实现连续混炼过程的温度控制，实现混炼的连续生产。福建华橡自控技术公司，青岛科技大学等均在此方面取得重要成果。
4.2 数字化、信息化、自动化装备技术
经过几十年的发展，我国已成为世界橡胶机械制造大国，并逐步进入世界强国的行列，具备了生产子午线轮胎成套设备和成品检测的能力。并在西方市场和世界知名轮胎企业中占据稳定的市场地位。2010年在世界橡机排名前三十名中，中国占据12名。
我国橡机装备的新进展体现在数字化、信息化和自动化水平的不断提高，先进设备技术充分考虑节能降耗的原则，提高制造技术和制造精度，提高产品质量，促进橡胶加工行业的科技进步，并产生明显的经济效益和社会效应。这里仅举几例
4.2.1 芯片技术
在轮胎加工成型过程中植入小小的芯片，就可以监测轮胎生产全过程的信息和技术状况，大大提高了工艺执行率，对轮胎产品的质量改进提供依据，并有利于对轮胎使用过程中出现的问题进行有效的技术和责任分析。国家轮胎工艺和控制中心、软控公司开发的这一技术已在赛轮公司的轮胎制造过程中采用，并将在行业中获得推广应用，将对橡胶工业的发展具有重要的推动作用。
4.2.2 再生胶成型自动化生产线
我国是再生橡胶的生产大国，2010年产量达270万吨，成为橡胶资源的重要补充。传统的废橡胶再生成型成套设备采用“四机一线”的生产线，整条生产线功率220kW，需4人操作，班生产能力为1.5-1.8吨（0.2mm精细再生胶），耗电约630kWh/t。2010年由常州三橡机开发的“再生橡胶翻新机器人”，实现了“三机一线”的联动装置，每条生产线只需2人操作，由于从两机改造为三机，减少了1/4设备投资，并大大提高了生产效率，节约能源，有效降低了制造成本。班生产可达2.5-2.8吨产品，装机功率下降至165kW，电耗下降至400-420kWh/t，均下降30%左右。
随着我国再生胶行业的快速发展，“翻胶机器人”将越来越显示出它的优越性，在节能、降耗、环保降低成本方面发挥越来越大的作用。
4.2.3 废旧子午胎分解有了安全节能新设备
随着我国轮胎子午化率的提高，废旧轮胎中的子午胎比例也随之增加，由于子午胎绝大部分均含钢丝骨架材料，传统的方法是采用切圈机、切条机和切块机等“小三样”进行处理，设备总功率15千瓦左右，吨产品耗能17千瓦时，每小时产量仅0.6吨，安全系数低、劳动强度大、生产效率低。河南中赢公司开发了“废旧轮胎自动安全切割综合生产线”设备，开发了中控数显全模块联动设计，达到节能、安全、大大提高生产效率的结果。设备总功率仅11千瓦，下降了20%。产品吨耗能仅4千瓦时，下降了76%以上，设备噪音低于65dB，该设备不仅在国内广泛使用，还出口至世界15个国家和地区，创造了巨大的社会经济效益。
3 资源综合利用 发展循环经济
3.1 生产过程能源动力的循环和代用
在制品生产过程中水、压缩空气、蒸汽和电等能源动力消耗是除原材料之外比例最高的生产成本，也是人们经常忽视的成本消耗。在节能降排的绿色化浪潮推动下，诸多企业对能源动力的循环和代用引起了广泛的重视，建立“低碳、绿色、环保、高效”的新模式，将清洁新能源利用、生产过程中水资源的循环利用、热能综合利用、废弃物和污染物“零排放”作为重要目标。本文仅举几例予以说明；
在新能源利用上，三角集团、赛轮股份和泰山轮胎等企业均将利用太阳能资源作为清洁能源措施，三角集团投资1.8亿元，在工业园建设一座太阳能光伏发电站，规模为3-5兆瓦，采用该清洁能源，每年可减少二氧化碳排放7647吨。赛轮股份公司拟建设3.16兆瓦的屋顶薄膜型太阳能发电系统，项目建成后每年可提供电力450万度，年均降低生产成本180万元。泰山轮胎的实践表明采用太阳能加热比普通电加热成本可降低87%左右。
橡胶制品生产硫化工艺需大量蒸汽，很多企业采用PCL控制，对硫化排放的蒸汽进行温度、压力、流量的分析检测，通过物理能量置换将排放蒸汽回收冷凝，冷凝水的温度通常可达80℃，可直接进入锅炉循环使用，既减少煤耗又节约用水，据统计可节约用煤40%左右，水资源节约30%，产生良好的社会经济效益。新疆昆仑轮胎公司通过建设冷凝水闭式循环节水系统，将轮胎工艺过程中产生的大量冷凝水回收，大大减少了废水排放，每年节约水达到57024吨，节约效率为8.81%，每年可节约标煤1015吨，减少烟气排放5075公斤，减少二氧化碳排放1400.7公斤。达到节能、减排和降低成本的目标。
5.2 炭黑行业尾气综合利用
我国炭黑工业至2010年连续4年产量据世界第一，而炭黑工业节能减排和资源多元化一直是我国炭黑工业发展的亮点。尾气治理和综合利用，为行业发展带来巨大的效益。据统计，至2010年我国炭黑工业尾气发电能力达35.8万kW、尾气锅炉362t/h。目前，新建企业的尾气发电和尾气锅炉已成为炭黑生产线的必备装置，尾气排放65%获得利用，年节约量估计在140万吨标煤以上。
炭黑生产由于反应温度很高，可达1400℃-1600℃，烟气所含的能量占整个生产总能量的40%-50%，且尾气生成量也大，并含部分有毒有害气体，随着炭黑工业的不断发展必将进一步促进炭黑尾气利用的深入发展，实现废气的资源化利用，进一步降低碳排放量。
目前已实现年发电能力超过2万kW的企业有江西黑猫、中橡公司、河北龙星化工、苏州宝化等。随着尾气和各类排放的治理，更多的炭黑企业将建成优美的现代化工厂。
5.3 帘帆布浸渍过程中溶剂的回收和废气净化
帘帆布浸渍过程中,通常都采用大量的溶剂如汽油、甲苯等，它们的回收利用，不仅能实现资源回收，而且对保护环境十分重要。以汽油为例，我国开发的汽油废气净化回收技术主要流程为：汽油废气吸附→水蒸气脱附→汽油水合物冷凝→汽油和水分离回收。该技术采用可编程序控制的PLC控制，自动化程度高，整个系统控制精确、稳定、可靠。并充分确保系统安全操作，该装置实际运行，汽油废气回收率达80%，排放口清洁空气的非甲烷总烃度浓度≤1.05mg/m3，低于国家二级排放标准，达到欧盟Ⅳ级设计标准，效果十分显著。
5.3 轮胎翻新及循环利用
轮胎翻新是废旧轮胎循环利用的一种重要形式，目前，我国轮胎翻新企业近千家，年产约为2000万条。至2010年，我国翻新轮胎产量约15000万条，再生胶总产量270万吨，胶粉产量接近20万吨。是废旧轮胎和橡胶制品再利用的重要成果。
尽管我国翻新轮胎产业在循环经济的推动下，开始步入世界翻新轮胎的生产大国，但翻新轮胎的品种还不齐全，主要集中在公交和货运载重汽车轮胎的翻新，轿车轮胎翻新才刚起步，大型矿用轮胎的翻新率仅占20%左右，航空轮胎仅10%，整体翻新设备比较落后。因此，为促进发展旧轮胎循环利用，翻新轮胎企业要加大技术创新力度，提高翻新轮胎的品质，国家也要继续加大对翻新轮胎生产的支持力度，充分实现废旧轮胎的再利用和资源化。
据报导，近20年来美国、英国、日本和俄罗斯等国相继对废旧轮胎进行热解工艺研究，热解处理回收的产物通常是气体10%、液体45%、炭黑35%、钢丝和纤维10%，热解气体仍可作为能源使用，是一项有效处理废旧橡胶的措施，近年来，我国青岛科技大学等单位研究开发了废旧橡胶热解新技术，成功地分离了各种产物，获得国家科技进步二等奖，对废旧轮胎的循环利用开辟了一条新的路径。
