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《橡胶新材料工业》理事会
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许春华
王传华
王树华
王志强
庄旭升
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苏 赋
何晓红
杨培兴
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窦 勇
王云海
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徐进良
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江苏兴达钢帘线股份有限公司
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河南省开仑化工有限责任公司
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江苏卡欧化工 有限公司
神马实业股份有限公司
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董事长
董事长
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经理
董事长
总工
总经理
董事长
董事长
董事长
董事长
董事长
董事长
副总经理
总经理
北亚区战略业务发展副总裁
橡胶新材料工业
双 月 刊
2021 年第 6 期
（总第 107 期）
2021.12
主办单位：
中国橡胶工业协会橡胶助剂专业委员会
中国橡胶工业协会骨架材料专业委员会
编 辑：《橡胶新材料工业》编辑部
主 编：许春华
副主编：李淑琴 于 涛
编 辑：刘 影
编辑部地址：
北京市朝阳区拂林路 9 号景龙国际
B 座 503 室
邮编： 100107
电话： 010-84910261
传真： 010-84927200
E-mail: xjxclcn@163.com
目 次
行业经纬
1 中橡协：祝贺张立群教授当选中国工程院院士
3 橡胶行业齐聚海口，进行年内收官总结
8 兴达高峰论坛举行
新材料科技
12 促进剂 DCBS 氧气氧化工艺的工艺研究
16 3+8×0.23ST 钢丝帘线在燃油经济型轻卡轮胎带束层
中的应用
20 基于静 / 动态疲劳评价的聚酯帘线服役安全特性研究
24 纤维骨架材料环保浸胶液国内外研究和应用进展
30 RT 培司装置尾气吸收废酸处理工艺研究
34 新型防护蜡在橡胶中的应用研究
38 经低碳发展趋势下的轮胎设计要求
43 防喷蓝剂在黑色鞋材大底制品中的应用
信息沙龙
2 圣奥化学向低碳商业模式转型
7 投资 200 亿元，钢企跨界钢帘线行业
19 玲珑轮胎自建 10 万吨胎圈钢丝项目
29 淮安浸胶帆布项目通过验收
37 贝卡尔特获评商业秘密保护示范
42 山东大业和贝卡尔特入选山东省数字化车间
47 山东轮胎“十四五”规划发布
47 兴达钢帘线达成战略合作
48 东营众腾 4 万吨 / 年胎圈钢丝项目通过环评验收
48 防老剂产品荣获国家单项冠军
48 2.5 万吨 / 年预分散助剂项目竣工验收
49 贝卡尔特荣获浦林成山 “2021 年度最佳质量奖”
49 钢帘线扩产技改项目竣工验收
数据传真
50 2021 年 1-10 月份橡胶行业经济运行状况
55 2021 年总目录
Rubber New Materials Industry
Bi - Monthly Magazine
No.6 2021
12. 2021
Organizers:
CRIA Rubber Chemicals Committee
CRIA Rubber Reinforcement Materials
Committee
Editor: New Materials Rubber Industry
office
XuChunhua LiShuqin
YuTao LiuYing
Add: Kinglong International B5Hoor,
FuLinRoad9,BeiYuan Chao YangDistrict
Beijing,P.R.China
Post Code: 100107
Tel: 010-84910261
Fax: 010-84927200
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Contents
Industry situation
CRIA: congratulations to Professor Zhang Liqun on his election as an
academician of the Chinese Academy of engineering
The rubber industry gathered in Haikou to conclude the year
Xingda Summit Forum held
New Materials
Study on oxygen oxidation process of accelerator DCBS
Application3+8 ×of 0.23st steel cord in belt of fuel economy light
truck tire
Study on service safety characteristics of polyester cord based on
static / dynamic fatigue evaluation
Research and application progress of environmentally friendly
dipping solution for fiber skeleton materials at home and abroad
Study on waste acid treatment process of tail gas absorption in RT
toast plant
Application of new protective wax in rubber
Tire design requirements under the development trend of low carbon
Application of blowout proof blue agent in black sole products
Information Salon
Transformation of Sinochem to low carbon business model
With an investment of 20 billion yuan, steel enterprises cross the steel
cord industry
100000 ton bead steel wire project built by Linglong tire
Huai'an impregnated canvas project passed the acceptance
Bekaert won the trade secret protection demonstration Award
Shandong Daye and Bekaert were selected into the digital workshop
of Shandong Province
Shandong tire "14th five year plan" released
Xingda steel cord achieves strategic cooperation
Dongying Zhongteng 40000 t / a bead steel wire project passed the
EIA acceptance
Antioxidant products won the national single champion
Completion acceptance of 25000t / a pre dispersion additive project
Bekaert won the "2021 best quality award" of Pulin Chengshan
Completion acceptance of steel cord production expansion and
technical transformation project
Data fax
Economic operation of rubber industry from January to October 2021
2021 general catalogue
橡胶新材料工业 1
11 月 18 日，中国工程院 2021 年院士增选结果
公布，中国橡胶工业协会主席团主席、北京化工大学
副校长张立群教授当选为中国工程院化工、冶金与材
料工程学部院士。
中国橡胶工业协会为此特发贺信表示祝贺！
新闻链接：
张立群教授，1969 年生于内蒙古多伦县，北京
化工大学教授，博士生导师，教育部长江学者特聘
教授，国家杰出青年基金获得者，国家 973 项目首席
科学家。现任北京化工大学党委常委、副校长。1990
年本科毕业于北京化工学院（现北京化工大学），
1995 年获北京化工大学博士学位。
张立群教授是我国橡胶材料领域主要学术带
头人，担任中国橡胶工业协会第十届主席团主席成
员、中国合成橡胶工业协会专家委员会主任、中国
中橡协：祝贺张立群教授当选中国工程院院士
2 橡胶新材料工业
行业经纬
Industry Situation
轮胎产业技术创新联盟技术委员会主任。他带领团
队长期工作在科研一线，在“高性能橡胶纳米复合
材料、绿色橡胶材料和特种功能橡胶材料”领域取
得多项成果，转化应用于国内众多企业，为我国橡
胶工业高质量发展做出了重要贡献。他先后主持国
家和省部级项目 30 多项，第一完成人获得国家技术
发明奖二等奖 2 项、国家科技进步奖二等奖 1 项、
国防技术发明奖 1 项，主编著作 2 部，授权发明专
利 120 件，发表 SCI 文章 395 篇（通讯作者），连续
6 年入选 Elsevier 中国高被引学者名单。他和团队的
工作得到国际同行广泛认可，担任 Science Bulletin、
Composites Science and Technology、Composites Part B、
Nano Materials Science 等期刊的编委，先后获得美国
化学会橡胶分会 Sparks-Thomas Award、国际聚合物
加工学会 Morand LamblaAward、日本化工学会 Asia
Research Award、国际橡胶会议组织 IRCO Medal 和英
国材料、矿物和矿业学会 Colwyn Medal。
张立群教授学风严谨、品行端正、热爱学生，
先后获评“北京市高校师德标兵”“北京市教学名
师”“北京市群众心目中的好党员”，多次获评北京
化工大学“我心中最亮的星——十佳教师”。
中国工程院院士是国家设立的工程科学技术方
面的最高学术称号，每两年增选一次。中国工程院
2021 年院士增选工作于年初正式启动，通过中国科
协组织学术团体提名和院士提名、第一轮评审会议、
第二轮评审和选举会议等程序，共选举产生了 84 位
中国工程院院士和 20 位中国工程院外籍院士。
11 月 22 日，在连云港举行的圣奥化学—霍尼韦
尔低碳新技术交流会上，圣奥化学正式发布“迈向蔚
蓝”低碳商业模式转型行动计划。
发布仪式上，圣奥化学 CEO 苏赋表示，在国家
“双碳”目标的指引下，以及中国中化和中化国际的
要求下，圣奥化学积极践行绿色发展理念，发布“迈
向蔚蓝”低碳商业模式转型行动计划，通过全方位技
术革新、工艺改造和生产管理，减少碳排放量和自身
运营对环境带来的影响，打造中国精细化工业界的绿
色低碳发展典范。
圣奥化学作为中化国际成员企业，是全球领先
的聚合物添加剂服务商，战略定位为发展以聚合物添
加剂、高精专化学品转型升级为核心的高端专用化
学品产业链。目前，圣奥化学的碳排放主要来自电、
蒸汽等二次能源消耗带来的间接排放。根据行动计划
纲领，圣奥化学将通过优化产品结构、优化集成节能
减排技术、加强能源管理、使用清洁能源四大行动实
现国家“碳达峰”“碳中和”与“能源消费强度和总
量控制”目标。
（转载）
圣奥化学向低碳商业模式转型
橡胶新材料工业 3
在新冠肺炎疫情阴霾未散、散点频发，世界
经 济 复 苏 前 路 坎 坷 的 形 势 下，12 月 16 ～ 18 日，
中国橡胶工业协会十届二次常务理事扩大会议暨第
二十二届全国橡胶工业信息发布会在海口盛大召开。
橡胶行业年度收官会议，吸引了中策、玲珑、
佳通、三角、贵轮、金宇、双钱、双星、浦林成山、
森麒麟、江苏通用、方兴、徐轮、四川海大、海安、
米其林、固特异、大陆马牌、正新、四川远星、新东岳、
天津万达等 20 多家轮胎企业，以及非轮胎橡胶制品
企业、原辅材料、橡胶机械模具、检测设备等橡胶轮
胎上下游相关企业近 150 名代表与会。
中国橡胶工业协会会长徐文英在致辞时说，到
2060 年我国非化石能源消费比重将达到 80%，国家
“双碳”目标将是改变企业未来命运的指挥棒。在石
化行业重点产品能效领跑指标方面，中策橡胶集团已
为行业作出了表率。未来行业的发展，要在改变能源
橡胶行业齐聚海口，进行年内收官总结
结构、多用可再生材料、工艺减碳、产业结构升级等
方面采取有力措施。
大会特约支持单位上海期货交易所党委委员、
副总经理李辉以视频方式祝贺会议的召开。他表示，
经过近三十年的发展，上海期货交易所天然橡胶期
货及衍生品市场已形成完善的体系与产品序列，包
括天然橡胶期货及期权、20 号胶期货、天然橡胶标
准仓单及延伸仓单交易业务、天然橡胶“保险 + 期
货”和场外期权乡村振兴项目，涵盖境内境外、保税
完税和场内场外市场，服务“以国内大循环为主体、
国内国际双循环相互促进”的新发展格局。近年大
宗商品价格大幅波动，给全球产业链带来风险挑战；
为契合市场发展，上期所不断完善合约与规则，创新
交易机制，服务实体经济。今年 12 月 7 日来自境内
外天然橡胶产业上中下游 15 家头部企业签署了 20 号
胶贸易定价期现合作备忘录，鼓励企业采用上海 20
号胶期货作为跨境长协贸易和现货贸易的定价基准，
4 橡胶新材料工业
行业经纬
Industry Situation
天然橡胶期货国际化、定价影响力不断提升。下一步，
将进一步提升重要大宗商品的价格影响力贡献“期货
智慧”与“期货力量”，高效服务与引领实体经济发展。
围绕“信息创造价值，创新驱动未来”主题，
13 位行业协会和国家相关部门的领导、科研院所大
专院校专家和企业工程技术人员作了精彩报告，共绘
第二个“百年”崭新画卷，共筑上下游和衷共济的可
持续发展未来。
中橡协副会长兼秘书长雷昌纯作大会主旨发言。
雷昌纯介绍了前 10 个月行业经济运行情况，进入 10
月份以来，国内疫情、汛情、拉闸限电等阶段性、制
约性因素缓解，针对制造行业的各项惠企纾困措施逐
步落实，工业生产出现了积极变化，同时世界经济
整体复苏，海外需求在增加。前 10 个月，橡胶行业
主要指标增速保持较快增长速度，收窄势头有所减
缓，保持了较快增长速度。据中橡协统计，全行业
实现产值同比（下同）增长 17.60%，实现销售收入
增长 18.48%，实现出口交货值增长 19.93%，出口率
（值）为 31.11%（增加 0.38 个百分点），实现利税
增长 24.91%，实现利润增长 25.22%，销售收入利润
率 5.99%（增加 0.24 个百分点）。
雷昌纯还以详实的数据分析了主要橡胶产
品 2021 年前 9 个月的出口情况，其中乘用胎出口
172.30 万吨，同比增长 22%，比 2019 年增长 6%；
卡客车胎出口 272.91 万吨，同比增长 14%，比 2019
年增长 6%。
雷昌纯对协会开展的重点工作作了简要总结，
包括轮胎、炭黑两个行业产品能源消耗限额强标的修
订工作；配合海关开展轮胎出口来料加工贸易核销手
续简化试点支持工作；制定了 7 项行业团标，审查立
项 16 项团标。
展望未来发展方向和趋势，雷昌纯提出了 7 方
面要点：数字化、智能制造是行业发展方向；汽车产
销下行压力较大，但新能源汽车市场需求依然旺盛；
碳达峰、碳中和大背景下，未雨绸缪，做好碳足迹和
碳排放前期相关基础工作；低碳、可循环，实现绿色
可持续发展是趋势；环保标准趋严，会加速橡胶轮胎
行业集中度和优胜劣汰；品牌建设不是一朝一夕之
功，需要时间沉淀，特别需要企业积极履行社会责任。
LMC 汽车市场咨询（上海）有限公司总经理曾
志凌以“汽车行业变革前夜”来形容当前的汽车行业。
一是芯片短缺使汽车厂家进入负库存周期，抢购芯片
导致的雪球效应，有望在明年第三季度有所好转。二
是受新能源车影响，传统汽车厂家市场占有率降低。
我国新能源车产量明年有望突破 480 万辆，占乘用车
产量的 25%。占新能源车成本 30% ～ 40% 的电池级
碳酸锂价格暴涨，自主品牌重新聚焦低成本电动车。
三是智能化浪潮袭来，智能驾驶时代来临，传统汽车
产业迎来剧烈变革。对于轮胎行业来讲，面对传统汽
车行业的萎缩，轮胎需求没减少而客户发生了改变，
需要重新寻找客户，并进入其供应商采购体系。
我国力争 2030 年前实现碳达峰，2060 年前实现
碳中和，是我国作为负责任的大国对世界的庄严承
诺。制造业面临着的机遇和挑战并存，因为不同于欧
橡胶新材料工业 5
美国家从达峰到中和期间
有七八十年，留给我国碳
中和的时间只有 30 年，窗
口期非常短。这就要求我
们在用能方式、提高能效
和产业结构调整等源头方
面作出变革。国家发展和
改革委员会国家节能中心
副处长辛升通过视频，向与会代表介绍了我国出台的
节能绿色低碳技术的政策措施，行业节能技术的进展
及趋势特点，引起了参会企业的广泛关注。
今年前 11 个月，我国天然橡胶期货累计成交成
交 16.42 万亿元，累计交割 10.14 万吨；20 号胶期货
累计成交 7622.3 亿元，累计交割 8.71 万吨。上海期
货交易所商品二部资深经理胡慧所作的橡胶衍生品
市场助力产业高质量发展的报告，介绍了我国天然橡
胶衍生品市场运行和功能发挥情况，近期推出的 20
号胶期货规则修订的实施方案、丰羽行动、TAS 交易
机制开展情况，以及天然橡胶衍生品市场的下一步发
展规划。
沈阳化工大学材料科学与工程学院副院长、蔚
林新材料科技股份有限公司特聘专家刘大晨教授介
绍了新型多功能硫化助剂“次磺酰胺多硫化物”，该
产品能够部分替代硫黄硫化体系中的硫化剂和硫化
促进剂，减少氧化锌的用量，是一剂多能的创新产品。
江苏麒祥高新材料有限公司应用技术经理李海
介绍了自主创新研发的新型模量增强剂 HMC-H6 在
绿色轮胎中的应用。该产品既满足了 TBR 轮胎胎面
模量提升、提高轮胎承载能力的需求，也降低了滚动
阻力，同时不影响胶料拉断伸长率，不会对屈挠产生
不利影响。
北京化工大学中国工业碳中和研究院副院长辛
春林教授对橡胶行业层面的碳中和实现路径以及企
业碳核算的方法进行了具体介绍。
中国汽车工程研究院股份有限公司高级研究员
胡钦高站在汽车工业的角度，对全球汽车产业发达
国家和地区，如欧洲、美国和日本汽车产业碳达峰、
碳中和的路径进行了研究，或可对橡胶轮胎行业有所
启示。他在报告中指出，发达国家推动“低碳化”发
6 橡胶新材料工业
行业经纬
Industry Situation
展的根本原因，是通过推行低碳经济和发展与低碳相
关的实体，抑制靠石油资源迅速崛起的新兴经济体；
并发挥自身技术优势，依托全球范围内低碳化产品需
求的增加，实现经济的复苏和增长。
贝卡尔特高级技术项目经理姜培玉在其“携手
实现碳中和—钢帘线的绿色发展之路”的报告中，带
来了车辆、轮胎和钢帘线碳足迹的最新分析，钢帘线
行业排放现状及国家标准——钢帘线绿色工厂评价
要求（草案）的主要内容，以及为适应低滚动阻力轮
胎的快速发展和性能需求，贝卡尔特的解决方案和作
出的努力。
宁波艾克姆新材料股
份有限公司技术工程师马
锐通过视频介绍了预分散
综合促进剂产品的研究成
果。实验数据表明，预分
散综合橡胶促进剂具有环
保、低 VOCs、低气味的特
征，其集多种促进剂特性
于一体，能有效避免因单一促进剂含量过高而造成的
胶料喷霜、喷彩的问题。这种一剂多用的预分散助剂，
性能全面，使用便捷，能极大提升制品的混炼效率，
是助剂形态最前沿的发展趋势。
新能源汽车市场已经由政策驱动转向市场拉动，
消费需求旺盛，带动前 11 个月产销达到 300 万辆左
右。GfK 中国汽车后市场负责人卫琦作了新能源车对
中国乘用车替换胎市场的影响与机遇的报告。报告分
析了快速发展的静音棉轮胎和自修复轮胎的市场现
状，以及替换市场的主要品牌和规格以及自身存在的
痛点。
美国和欧盟相继出台法案，对氧化锌的使用进
行规范、约束和限制。低锌化解决方案成为轮胎行业
原材料选择的大趋势。江西宝弘纳米科技有限公司基
于创新的晶格理论，建设了全球首创的高分散活性剂
生产装置。董事长徐前进介绍了新型低锌硫化活性剂
的制备工艺、作用机理及其在丁苯橡胶配方中的应用
研究。
中国橡胶工业协会信息部项目经理张祥龙对国
橡胶新材料工业 7
家大力倡导的建立产学研深度融合的技术创新体系
进行了研究，包括 9 种不同模式的特点，橡胶行业的
成熟案例，产学研面临的 5 个方面的问题，以及美国、
日本和德国在产学研合作方面的特点及对我国可资
借鉴的经验。
中国橡胶工业协会信息会展部主任裴雨飞和技
术经济委员会刘芳分别主持了上下午的会议。
中天钢铁集团拟投资 200 亿元建设的“超高强
精品钢帘线项目”在淮安市淮阴区投资主管部门备
案。
该项目建成后，具备年产 130 万吨超高强精品
钢帘线和 20 万吨胎圈丝生产能力，将成为我国最大
的骨架材料生产企业。
据中国橡胶工业协会统计，2020 年我国钢帘线
产量 245. 8 万吨，胎圈钢丝产量 93. 6 万吨。
公 示 信 息 显 示， 项 目 分 三 期 建 设， 用 地 约
2638.8 亩，总建筑面积约 145 万平方米。主要建设 6
个分厂，总装机容量约 100 兆瓦的屋顶分布式光伏发
电系统，以及技术研发中心、办公楼等建筑工程。
项目购置直径 5.5 毫米钢盘条、铜、锌等，采用
集中预处理、连拉、合金、湿拉、捻绳等工艺。
投资 200 亿元，钢企跨界钢帘线行业！
8 橡胶新材料工业
行业经纬
Industry Situation
2021 年 12 月 8 日 -10 日，兴达高峰论坛 2022
在海南三亚举行。
此次会议主题为“聚势拓新·笃行致远”。
中国石油与化学工业联合会原会长李勇武、江
苏兴化市委副书记徐立华、中国钢铁工业协会副会长
骆铁军，分别为论坛致辞。
李勇武
徐立华
兴达高峰论坛举行，轮胎业大佬齐聚！
骆铁军
江苏兴达钢帘线股份有限公司董事长刘锦兰，
在会上做主旨发言。
刘锦兰
他表示，兴达高峰论坛，是着眼于整个产业链
的行业盛会，参会的各界嘉宾借此进一步完善合作理
念，明确合作重点，强化合作机制。
当下，面对不确定的发展环境，兴达公司将不
橡胶新材料工业 9
断加强技术创新实力，在承担节能降碳责任的同时，
加速全球化进程，为生产经营注入新动能。
兴达钢帘线战略与市场部总监王威，介绍了兴
达公司全新的企业发展战略，即“新兴达 2025”战略。
“新兴达 2025”战略发布
据介绍，过去 10 年，兴达的销量稳健增长，全
球业务格局基本建立，生产基地及产能不断扩充，产
品结构持续优化，智能化建设卓有成效。
为深化发展，兴达面向未来，提出了“再造一
个新兴达”的战略目标，并将从“国际化”、“智能化”
和“可持续”三个方面进行突破。
这也是“新兴达 2025”战略的核心内容。
发布新战略的同时，兴达在会上正式发布全新
品牌形象。
新品牌形象发布
新形象在原有基础上演进，旨在传递兴达心无
旁鹜、一心一意做好钢丝产品的初心，以及打造开放、
包容、活力的现代国际化企业的决心。
此次论坛，还邀请多位不同领域的专家学者及
商业领袖，进行观点分享。
中国经济体制改革研究会副会长、中国（深圳）
综合开发研究院院长樊纲，发表题为“大变局、双循
环与中国发展新阶段”的报告。
樊纲
他表示，面对大变局，企业需要充分理解“双
循环”的内在含义，全面规划面对“低碳问题”的企
业转型，积极探索“数字经济”领域的发展道路。
世界汽车工程师学会联合会终身名誉主席、清
华大学汽车产业与技术战略研究院院长赵福全，以
“‘新四化’与中国汽车产业的历史性机遇”为题，
分析了“新四化”对汽车行业及人们生活带来的深远
影响。
赵福全
国家橡胶与轮胎工程技术研究中心主任、赛轮
集团董事长袁仲雪，结合企业的发展经验，分析了新
形势下轮胎企业应如何作为，才能实现高质量发展。
10 橡胶新材料工业
行业经纬
Industry Situation
袁仲雪
袁仲雪表示，企业发展无论是高质量还是低质
量，不外乎两大因素。
一是内部因素，即管理问题；
二是外部因素，即制造业普遍面临的劳动力短
缺、反全球化、产能过剩、绿色发展，以及疫情影响
等问题。
他认为，企业需要做的，是根据内外因素的变化，
及时调整战略，向高端化、品牌化、精细化、智能化
发展，推动企业与行业的整体进步。
中华环保联合会绿色循环普惠专委会秘书长，
北京绿普惠网络科技有限公司董事长蒋南青，发表题
为“可持续发展对中国企业的机遇和挑战”的演讲。
蒋南青
轮胎行业研究公司总裁大卫·肖，以视频的方
式分享了其对海外轮胎行业的现状及展望。
大卫·肖
他表示，全球轮胎产业目前面临的主要问题，
是变化。
其包括可持续发展的短期和中期问题，环境、
社会和治理（ESG）问题，新冠疫情的中期影响，以
及交通方式变革的影响等。
这些问题正不断影响轮胎企业的经营环境，导
致市场不断出现一些新变化。
因此，过往的历史经验，不一定能指导当下及
未来。
中国橡胶工业协会会长徐文英，以“双碳背景
下轮胎企业的应对策略”为题，分析了中国轮胎行业
的能耗与碳排放情况，以及国家对于双碳目标的具体
要求。
徐文英
她以国内外轮胎企业应对碳排放的措施，进行
举例说明，并提出了对中国轮胎行业未来发展的建
议。
这些建议，包括“关注新能源汽车市场”、“关
橡胶新材料工业 11
注环境税和碳交易”、“结合数字化创新”等。
美中贸易全国委员会会长克雷格·艾伦，美国
贸易代表办公室前大使、纺织业首席谈判官罗恩·索
里尼，以及 DMG 集团首席执行官、核心战略集团副
主席、战略顾问大卫·莫雷，均以视频方式参会。
克雷格·艾伦
罗恩·索里尼
大卫·莫雷
他们探讨了中美贸易关系的未来走向，以及对
两国及全球制造企业的潜在影响。
著名经济学家、国是金融改革研究院院长刘胜
军，带来了共同富裕与中国经济新格局的主题报告。
刘胜军
在论坛环节，刘胜军、蒋南青、赵福全、徐文英，
以及大陆集团亚太区采购总监 Sean Cavenas，共同上
台参与讨论。
论坛现场
他们围绕“变局之下，如何从不确定中寻找确定”
的主题，就经济走势、“双碳”战略的影响，以及汽
车电动化转型对产业链的影响等话题，进行了分享。
兴达高峰论坛，是由兴达钢帘线主导打造的高
端商务平台。今年的论坛，由兴达钢帘线主办，中国
橡胶工业协会和北京橡胶工业研究设计院协办。来自
全球各地的 300 多位行业领袖、专家、学者，以及企
业人士参加了会议。
12 橡胶新材料工业
新材料科技
New Materials
促进剂 DCBS 具有次磺酰胺类促进剂最好的防焦
烧性能，是生产子午线轮胎、钢丝胶带及橡胶厚件不
可缺少的重要原料之一，主要用于制造轮胎、胶带、
减震制品和翻修轮胎的挂背胶料等，尤其适用黄铜镀
层的钢丝黏合胶料。
近年来由于促进剂 DCBS 的优异性能，其合成工
艺的开发也受到了越来越多的科研工作人员的重视。
目前，合成促进剂 DCBS 的方法主要有三种：（1）
三滴法：MBT 与液碱反应制备 M-Na 盐溶液后，向
异丙醇和二环己胺的混合液中，同时滴加 M-Na 盐
溶液、硫酸和次氯酸钠，氧化制备 DCBS。本方法的
主要缺点是 MBT 的收率不足，且废水量大，废水中
含盐量高，处理困难。（2）两滴法 [1]：异丙醇、
MBT 和二环己胺混合打浆后，向氧化釜内加入部分
异丙醇，再加入部分次氯酸钠后，同时滴加次氯酸
钠和 MBT- 二环己胺的异丙醇浆料，氧化合成促进剂
DCBS。该工艺较“三滴法”回避了部分酸、碱的使
用，降低了废水、废盐的产量，是对“三滴法”工艺
的一种提升。但该技术的问题依旧在于无法回避次氯
酸钠的使用，副产盐水的处理依旧是比较难以解决的
问题（3）氯代二环法 [2]：该技术首先通过次氯酸钠
促进剂 DCBS 氧气氧化工艺的
工艺研究
孟庆森
与二环己胺反应制备氯代二环己胺，而后氯代二环己
胺在缚酸剂存在的情况下，在无水甲醇中与 MBT 或
MBTS 反应制备促进剂 DCBS。该技术的优势在于直
接回避了一次性氧化 MBT 和二环己胺的反应过程，
使得过氧化情况大幅降低，亦使得目标产物 DCBS 的
收率得以大幅提升。但该技术的问题依旧在于无法回
避次氯酸钠的使用，废盐水、废盐的问题依旧存在。
由于以上工艺均无法有效回避废盐水、废盐的
产生和处理问题，因此有必要探索新的合成工艺，以
解决上述问题。
1、试验部分
1.1 实验主原料
促进剂 MBTS（科迈化工），氧气（工业级），
异丙醇（工业级），二环己胺（工业级），阳离子型
大孔树脂（西安蓝晓），阴离子型大孔树脂（西安蓝
晓）。
1.2 主要仪器与设备
高压釜（威海化工机械有限公司），双柱塞隔
膜进料泵（北京星达科技发展有限公司），气相色谱
仪（安捷伦 6890）。
橡胶新材料工业 13
1.3 试验方案
1）将准备好的 MBTS、树脂催化剂、混合溶剂
投入高压釜中，搅拌打浆 15min；
2）打开高压釜加热，当釜内物料温度升至 50℃
后，开启二环己胺进料泵向釜内缓慢泵入二环己胺，
5min 后氧气进气阀门，开始进行氧化反应；
3）反应过程中控制反应温度在 50℃，反应压力
控制在 0.5Mpa，通氧时间控制在 5h。
4）反应完成后，过滤分离催化剂，滤液经过降
温结晶即可得到粗品 DCBS，物料经洗涤、烘干后即
可得到成品；
5）过滤得到的母液可直接套用到下个批次的合
成过程中即可。为确保收率不受溶剂溶解度的影响，
统计收率时按照母液套用四次后，后三次的平均收率
计算。
2、结果与讨论
2.1 不同催化剂组成及比例对反应体系
的影响
按照实验方法，固定其他反应条件，如反应温
度为 50℃，反应时间 5h，反应压力 0.5Mpa，原料配
比为 n(MBTS)：n( 二环己胺 )：n( 氧气 )=1:2:0.5，以
异丙醇 / 水 / 甲苯的三组分混合液为溶剂，只改变催
化剂组合和添加量。考察催化剂组分于添加量对产品
影响的实验结果，如表 1 所示。
表 1 不同催化剂组分与添加量与产品质量和
收率的关系
序号 催化剂组分① 添加量② 反应收率③ 产品纯度
1 1:0 0.1 51.6% 98.1%
2 1:0.5 0.5 95.3% 99.3%
3 1:1 1 92.5% 94.2%
4 0.5:1 0.1 78.9% 95.8%
5 0:1 0.5 25.6% 98.6%
6 1:0 0.5 53.3% 98.6%
7 1:0.5 1 94.6% 98.7%
8 1:1 0.1 91.6% 98.5%
9 0.5:1 0.5 89.6% 97.9%
10 0:1 1 35.1% 98.5%
11 1:0 1 52.3% 98.6%
12 1:0.5 0.1 81.2% 99.2%
13 1:1 0.5 91.3% 99.1%
14 0.5:1 1 86.3% 98.2%
15 0:1 0.1 22.3% 97.9%
注：①催化剂组分指阳离子树脂与阴离子树脂的质量
比，比例中某一个数据为 0 时，表示未加入该组分。
②添加量为催化剂于 MBTS 的质量比。
③反应收率按照 MBTS 折纯后的转化率计算。
由表可见，在不同的催化剂组成中，阳离子树
脂：阴离子树脂 =1:0.5 时表现出最佳的选择性和收率，
而当催化剂添加量为 MBTS 质量的 50% 时产物收率
最高，为 95.3%。而随着催化剂中阴离子树脂比例的
增加，反应收率反而下降。分析其原因有三：
1）由于二环己胺活性偏弱，无法与 MBTS 直接
反应，故引入阳离子树脂以活化二环己胺，使其可以
与 MBTS 反应，生成 DCBS 和中间产物 MBT。
2）由于第一步反应生成的 MBT 与二环己胺络
合生成的盐 [MBT- 二环己胺盐 ] 可溶性极差，很难
通过溶剂溶解，这使得其会以固体颗粒的形式存在
于反应体系中，也造成了其很难与催化剂和氧气接
触后进一步被氧化成 DCBS。因此反应过程无法直接
将 MBTS、二环己胺、溶剂和催化剂简单混合后通入
氧气反应，需要将二环己胺滴加到混合好的反应体
系中，随着二环己胺的加入，在阳离子树脂催化下，
反应逐步产生 DCBS 和 MBT，此时引入阴离子树脂
催化剂，在该催化剂的作用下，反应产生的 MBT 可
以迅速的被氧化为 MBTS，进而形成如下反应微循环：
14 橡胶新材料工业
新材料科技
New Materials
此外，单催化剂实验证明酸性催化剂的催化效
率低于碱性催化剂，故而在催化剂配比上，选择酸性
催化剂：碱性催化剂 =1:0.5 的比例，使反应微循环
中两个步骤的反应速度得以合理匹配，进而可以得到
最优反应效果。
2.2 原料投料质量比对反应收率和质量
的影响。
按照试验方案，选定其他反应条件，即：催
化 剂 选 择 阳 离 子 树 脂： 阴 离 子 树 脂 =1:0.5（ 质 量
比），添加量为原料 MBTS 质量的 50%，反应温度
为 50℃，反应压力 0.5Mpa，以异丙醇 / 水 / 甲苯的三
组分混合液为溶剂，反应时间（指通氧时间）5h。考
察原料投料配比对产品的影响，所得试验结果如表 2
所示。
表 2 原料投料配比与产品质量和收率的影响
序号 MBTS：二环己胺：氧气① 反应收率③ 产品纯度
1 1：1.6：0.5 ② 78.5% 99.2%
2 1：1.8：0.5 87.6% 99.0%
3 1：2：0.5 95.3% 99.3%
4 1：2.2：0.5 91.4% 99.1%
5 1：1.6：0.55 76.4% 98.9%
6 1：1.8：0.55 89.2% 99.0%
7 1：2：0.55 93.8% 99.1%
8 1：2.2：0.55 90.5% 99.2%
9 1：1.6：0.45 79.1% 99.5%
10 1：1.8：0.45 85.1% 99.3%
11 1：2：0.45 88.6% 98.9%
12 1：2.2：0.45 84.4% 99.5%
13 1:1 0.5 91.3%
14 0.5:1 1 86.3%
15 0:1 0.1 22.3%
注：①反应物添加比例为反应物的物质的量比。
②通入氧气的量扣除了反应釜中残余的氧气对计量的
影响。
③反应收率按照 MBTS 的转化率计算。
由表可见，当反应投料比为 MBTS：二环己胺：
氧气 =1：2：0.5 时，反应收率最高，这也与上文分
析的反应微循环理论相匹配。由于反应不涉及传统
工艺中直接氧化 MBT- 二环己胺络合物的问题，故而
物料配比接近理论比例时，反应收率较高。这也从
侧面说明，反应微循环过程中，存在的副反应较少。
由于分析手段欠缺，并无法完全分析收率无法达到
100% 的原因，推测为反应过程中，第一步反应生成
的 MBT 因未及时被催化氧化为 MBTS，进而与投入
的二环己胺络合生成少量的 MBT- 二环己胺络合物结
构，而这部分结构在氧化过程中生成了其他副产物
和少量的 DCBS，进而使得 DCBS 的最终收率仅维持
在 95% 左右而无法继续提高。这个推论亦在溶剂选
择中有所体现。
2.3 溶剂的选择和对反应收率及产品质
量的影响
按照试验方案，选定其他反应条件，即：催
化 剂 选 择 阳 离 子 树 脂： 阴 离 子 树 脂 =1:0.5（ 质 量
比），添加量为原料 MBTS 质量的 50%，原料配比为
n(MBTS)：n( 二环己胺 )：n( 氧气 )=1:2:0.5，反应温度
为 50℃，反应压力 0.5Mpa，反应时间（指通氧时间）
5h。考察原料投料配比对产品的影响，所得试验结果
如表 3 所示。
表 3 不同溶剂组成对产品质量和收率的影响
序号 溶剂组成 反应收率① 产品纯度
1 异丙醇 25.3% 98.4%
2 水 75.7% ② 99.1%
3 甲苯 / /
4 异丙醇 + 水 82.3% 98.9%
5 异丙醇 + 甲苯 23.1% 99.5%
6 水 + 甲苯 80.5% 99.0%
7 异丙醇 + 水 + 甲苯 95.3% 99.3%
注：①反应收率按照 MBTS 的转化率计算，“/”表
示反应未发生。
②部分溶剂选择时得到的产品与催化剂无法有效分
离，需要通过借用其他溶剂分离的方式方可确认产物收率，
橡胶新材料工业 15
表中所述收率均为经过溶解——重结晶后的收率情况。
由表 3 可知，不同溶剂的组合，对于反应过程
影响极其明显，采用异丙醇 / 水 / 甲苯三元混合液作
为溶剂，有效实现了主产物与副产物的分离，进而有
效提高了产品 DCBS 的纯度至 99% 以上。在三元混
合液溶剂中，各组分所起的作用各不相同：
1）甲苯的作用主要是产物溶剂和部分油溶性
杂质的溶剂。在反应过程中甲苯可以有效溶解产物
DCBS，进而有效实现未反应的原材料 MBTS 与产物
分离。其次由于催化剂为离子型树脂，氧化反应主要
发生在水相，而甲苯作为油相主体成分可有效将催化
剂和产物分离，降低产物 DCBS 被深度氧化生成其他
副产物，进而提高了产品的收率。再者甲苯可以作为
原材料 MBTS 中的油溶性杂质的溶剂，减少其与在水
相进行的氧化反应的干扰，进而进一步提高反应收
率。最后产物 DCBS 在甲苯中的溶解度随温度波动变
化较大，容易通过结晶的方式进行分离。
此外，在传统工艺中主要依靠异丙醇来完成上
述甲苯的效果，但本技术与传统技术最大的区别在
于采用氧气为氧化剂，反应过程不产生盐水，而系
统中少量的水的作用主要是为催化剂提供活化环境，
如果系统中存在较大量的异丙醇，由于溶解度的问题
会使得整个反应体系呈现均相，进而无法有效起到保
护产品的目的。
2）水的作用主要是为催化剂提供活性离子，由
于催化剂为离子型树脂，需要水的存在方可有效激
活。
3）系统中少量异丙醇的作用是作为 MBT- 二环
己胺络合物的溶剂，进而使其可以缓慢的参与到氧
化过程中，进而生成 DCBS 和其他氧化产物。由于
MBT- 二环己胺络合物需要一定的条件方可转化为
DCBS，在传统工艺中，需要系统 pH 稳定在 10 以上，
且系统呈现过氧化状态方可转化为 DCBS。故而这部
分反应选择性不高，这也是本技术 DCBS 的收率只能
控制在 95% 的主要原因。但如果系统中无异丙醇存
在，则反应过程中生成的 MBT- 二环己胺络合物则直
接以固体形式存在在系统中，最后和产物 DCBS 一起
分离出体系，由于该络合物溶解度差，故而将其与
DCBS 分离需要的费用较高，不利于技术的工业化转
化。
3、结论
（1）本项目开发了一种促进剂 DCBS 的合成技
术，该技术采用 MBTS、二环己胺为原料，氧气为
氧化剂，阳离子 / 阴离子树脂混合物为催化剂，在
50℃，0.5Mpa 下氧化合成促进剂 DCBS。该技术可
实现目标产物 DCBS 的最高收率在 95.3%，产品纯度
99.3%。
（2）本项目采用氧气作为氧化剂，较传统工艺
回避了废水及废盐的产生，工艺环保性强，产业化优
势明显。
（3）本项目采用 MBTS 作为主要原料，绝大程
度上回避了直接氧化 MBT- 二环己胺络合物的反应过
程，进而大幅提高了反应的收率，且工艺比较简单，
产业化转化亦比较容易。
16 橡胶新材料工业
新材料科技
New Materials
近年来，我国交通运输行业和汽车工业高速发
展。汽车尾气中大量的二氧化碳等废气排放量严重污
染了大气环境。如何提高车辆的燃油效率成为汽车生
产厂家研究的主要课题。而轮胎的滚动阻力约占汽车
燃油消耗的 20%，因此，节油、环保的燃油经济型
轻卡轮胎越来越受到汽车生产厂家和消费者的青睐。
带束层是轮胎的主要受力部位，半钢轻卡轮胎
的带束层选择合理的钢丝帘线结构可有效的提高轮
胎的强度，实现轮胎轻量化，降低滚动阻力，从而
实现降低整车重量，达到提高车辆燃油效率、节油、
环保的目的。
目前，半钢轻卡胎钢丝帘线逐渐由普强向高强
度、超高强度等方向发展。为实现轮胎轻量化、降低
滚动阻力、提高轮胎性能，三角轮胎股份有限公司在
轻卡轮胎中使用了 3+8×0.23ST 钢丝。本工作主要是
使用 3+8×0.23ST 替代 3×0.20 ＋ 6×0.35HT 钢丝帘
线在半钢轻卡轮胎中的应用研究。
1 实验
1.1 主要原材料
3+8×0.23ST 钢丝帘线，江苏兴达钢帘线股份有
3+8×0.23ST 钢丝帘线在燃油经济
型轻卡轮胎带束层中的应用
焦文秀 1
王培滨 1
李师珍 1
柯增光 2
1. 三角轮胎股份有限公司，山东威海 264200；
2. 江苏兴达钢帘线股份有限公司，江苏泰州 225721
限公司产品； 3×0.20 ＋ 6×0.35HT，国内某公司产品。
1.2 主要设备
S 型四辊钢丝 / 纤维两用压延机，意大利柯米尼
奥·埃克利公司产品；大角度钢丝帘布裁断机，德
国 Fischer 公司产品；子午线轮胎一次法成型机，荷
兰 VMI 公司产品。
1.3 性能测试
钢丝帘线和成品轮胎的各项性能均按国家标准
进行测试。
2 结果与讨论
2.1 钢丝帘线的结构和性能对比
2.1.1 钢丝帘线结构
3+8×0.23ST 钢 丝 帘 线 和 3×0.20+6×0.35HT
钢丝帘线的横截面结构见图 1。从图中可以看出
3+8×0.23ST 钢丝帘线和 3×0.20+6×0.35HT 钢丝帘
线内层均由 3 根组成，外层钢丝间均有间隙，便于橡
胶的深入，两种结构均为渗胶型帘线。
橡胶新材料工业 17
（a）3+8×0.23ST （b）3×0.20+6×0.35HT
钢丝帘线 钢丝帘线
图 1 两种钢丝帘线横截面结构对比
2.1.2 基本性能对比
3+8×0.23ST 钢丝帘线和 3×0.20+6×0.35HT 钢
丝帘线基本性能见表 1。从表中可以看出 3+8×0.23ST
的直径和线密度比 3×0.20+6×0.35HT 钢丝帘线小，
最小破断力 / 直径比 3×0.20+6×0.35HT 钢丝帘线高
6.2%，最小破断力 / 线密度比 3×0.20+6×0.35HT 钢
丝帘线高 27.7%，在保证同等帘布强度下，可以降低
帘布厚度，减少钢丝帘线和胶料的使用量，有利于轮
胎的轻量化。
表 1 两种钢丝帘线基本性能对比
项目 3+8×0.23ST 3×0.20+6×0.35HT
帘线直径 /mm 0.92 1.13
线密度 /(g/m) 3.62 5.34
捻距 /mm 8.0/16.0 10.0/18.0
捻向 S/S S/Z
最小破断力 /N 1600 1850
最小破断力 / 直径 /
（N·mm-1） 1739 1637
最小破断力 / 线密度
[N·(g/m)-1] 442 346
2.1.3 疲劳性能对比
在相同负载（配重 15kg）情况下对比覆胶后两
种钢丝帘线的耐交变应力疲劳性能，3+8×0.23ST
钢丝帘线和 3×0.20+6×0.35HT 钢丝帘线疲劳性能
检测结果见表 2。从表中可以看出 3+8×0.23ST 的
疲劳性能好于 3×0.20+6×0.35HT 钢丝帘线，采用
3+8×0.23ST 钢丝帘线代替 3×0.20+6×0.35HT 钢丝
帘线，有利于提高轮胎的耐疲劳性。
表 2 两种钢丝帘线疲劳性能对比（单位：次）
曲率 /mm-1 3+8×0.23ST 3×0.20+6×0.35HT
0.125 1317 381
0.100 4916 1156
0.769 26576 3972
2.2 压延帘布性能对比
与 密 度 为 60 根·dm-1 的 3×0.20+6×0.35HT
钢丝帘布相比，使用 3+8×0.23ST 钢丝帘线压延 55
根·dm-1 和 70 根·dm-1 两种不同密度的钢丝帘布，
压延帘布的性能分别对比如表 3、表 4 所示：
表 3 两种钢丝帘布的性能对比（3+8×0.23ST 压延
55 根·dm-1 密度帘布）
帘线结构 3×0.20+6×0.35HT 3+8×0.23ST
帘线直径 /mm 1.13 0.92
线密度 /（g.m-1） 5.34 3.62
破断力 /N 1850 1600
破断力 / 直径 /（N·mm-1） 1637 1739
破断力 / 线密度 /
[N·（g·m-1）-1] 346 442
压延密度 /（根·dm-1） 60 55
帘布强度 /（N·dm-1） 111000 88000
帘布强度指数 100 79
帘布厚度 /mm 2.0 1.5
帘线质量 /（g.m-2） 3204 1991
帘线质量指数 100 62
胶料质量 /（g.m-2） 1875 1378
胶料质量指数 100 73
帘布重量 /（g.m-2） 5079 3369
帘布质量指数 100 66
帘布成本指数 100 75
表 4 两种钢丝帘布的性能对比（3+8×0.23ST 压延
70 根·dm-1 密度帘布）
帘线结构 3×0.20+6×0.35HT 3+8×0.23ST
帘线直径 /mm 1.13 0.92
线密度 /（g.m-1） 5.34 3.62
3+8×0.23ST 钢丝帘线在燃油经济型轻卡轮胎带束层中的应用
焦文秀 1
，王培滨 1
，李师珍 1
，柯增光 2
（1.三角轮胎股份有限公司，山东威海 264200
2.江苏兴达钢帘线股份有限公司，江苏泰州 225721；）
摘要：研究了 3+8×0.23ST 钢丝帘线在燃油经济型轻卡轮胎带束层中的应用。研究表明，
3+8×0.23ST 钢丝帘线替代 3×0.20+6×0.35HT 钢丝帘线能有效减小帘布压延厚度，降低帘布
单位面积重量，从而实现轮胎轻量化,滚动阻力降低,同时可显著降低生产成本。
关键词：3+8×0.23ST，带束层，轻量化，超强钢丝帘线
近年来，我国交通运输行业和汽车工业高速发展。汽车尾气中大量的二氧化碳等废气
排放量严重污染了大气环境。如何提高车辆的燃油效率成为汽车生产厂家研究的主要课题。
而轮胎的滚动阻力约占汽车燃油消耗的 20%，因此，节油、环保的燃油经济型轻卡轮胎
越来越受到汽车生产厂家和消费者的青睐。
带束层是轮胎的主要受力部位，半钢轻卡轮胎的带束层选择合理的钢丝帘线结构可有
效的提高轮胎的强度，实现轮胎轻量化，降低滚动阻力，从而实现降低整车重量，达到提
高车辆燃油效率、节油、环保的目的。
目前，半钢轻卡胎钢丝帘线逐渐由普强向高强度、超高强度等方向发展。为实现轮胎
轻量化、降低滚动阻力、提高轮胎性能，三角轮胎股份有限公司在轻卡轮胎中使用了
3+8×0.23ST 钢丝。本工作主要是使用 3+8×0.23ST 替代 3×0.20＋6×0.35HT 钢丝帘线在半
钢轻卡轮胎中的应用研究。
1 实验
1.1 主要原材料
3+8×0.23ST 钢丝帘线，江苏兴达钢帘线股份有限公司产品； 3×0.20＋6×0.35HT，国
内某公司产品。
1.2 主要设备
S 型四辊钢丝/纤维两用压延机，意大利柯米尼奥·埃克利公司产品；大角度钢丝帘布
裁断机，德国 Fischer 公司产品；子午线轮胎一次法成型机，荷兰 VMI 公司产品。
1.3 性能测试
钢丝帘线和成品轮胎的各项性能均按国家标准进行测试。
2 结果与讨论
2.1 钢丝帘线的结构和性能对比
2.1.1 钢丝帘线结构
3+8×0.23ST 钢丝帘线和 3×0.20+6×0.35HT 钢丝帘线的横截面结构见图 1。从图中可以
看出 3+8×0.23ST 钢丝帘线和 3×0.20+6×0.35HT 钢丝帘线内层均由 3 根组成，外层钢丝间均
有间隙，便于橡胶的深入，两种结构均为渗胶型帘线。
（a）3+8×0.23ST 钢丝帘线 （b）3×0.20+6×0.35HT 钢丝帘线
图 1 两种钢丝帘线横截面结构对比
18 橡胶新材料工业
新材料科技
New Materials
破断力 /N 1850 1600
破断力 / 直径 /（N·mm-1） 1637 1739
破断力 / 线密度 /
[N·（g·m-1）-1] 346 442
压延密度 /（根·dm-1） 60 70
帘布强度 /（N·dm-1） 111000 112000
帘布强度指数 100 101
帘布厚度 /mm 2.0 1.5
帘线质量 /（g.m-2） 3204 2534
帘线质量指数 100 79
胶料质量 /（g.m-2） 1875 1308.8
胶料质量指数 100 70
帘布重量 /（g.m-2） 5079 3842.8
帘布质量指数 100 76
帘布成本指数 100 85
由表 3 和表 4 可以看出，根据产品不同强度的
要求，3+8×0.23ST 钢丝帘线分别压延 55 根·dm-1
和 70 根·dm-1 两种不同密度的钢丝帘布。不仅可替
代与 3×0.20+6×0.35HT 的 60 根·dm-1 同等强度的
产品规格，还可替代因使用 3×0.20+6×0.35HT 带束
层强度过高的产品。因 3+8×0.23ST 线密度低，直径
小，帘布质量指数可降低 34% 和 24%，从而降低了
单胎的帘布使用重量。同时，帘布成本降低 25% 和
15%，有效降低了轮胎生产成本。综合性能对比可见
雷达图图 2 和图 3。
2.3 成品胎性能对比
采用 3+8×0.23ST 压延密度为 55 根·dm-1 的钢
丝帘布替代 3×0.20+6×0.35HT，试制 LT245/75R16
规格，成品胎室内性能测试结果如表 3。
采用 3+8×0.23ST 压延密度为 70 根·dm-1 的钢
丝帘布替代 3×0.20+6×0.35HT，试制 LT265/70R17
规格，成品胎室内性能测试结果如表 4。
图 2 两种钢丝帘线性能对比图（3+8×0.23ST 压延 55 根·dm-1 密度帘布）
图 3 两种钢丝帘线性能对比图（3+8×0.23ST 压延 70 根·dm-1 密度帘布）
图 2 两种钢丝帘线性能对比图（3+8×0.23ST 压延 55 根·dm-1 密度帘布）
图 3 两种钢丝帘线性能对比图（3+8×0.23ST 压延 70 根·dm-1 密度帘布）
2.3 成品胎性能对比
采用 3+8×0.23ST 压延密度为 55 根·dm-1 的钢丝帘布替代 3×0.20+6×0.35HT，试制
LT245/75R16 规格，成品胎室内性能测试结果如表 3。
表 5 LT245/75R16 规格室内性能测试结果对比
LT245/75R16 3×0.20+6×0.35HT 3+8×0.23ST
外直径/mm 779 779
断面宽/mm 252 251
强度性能 150.9%未穿 148.0%未穿
脱圈性能 135.0%未脱 132.8%未脱
高速性能 210km/h8min 210km/h8min
0
50
100
150
帘线直径指数
线密度指数
破断力/直径指
数
破断力/线密度
指数
帘线质量指数 帘布强度指数
胶料质量指数
帘布质量指数
帘布成本指数
3*0.20+6*0.35HT
3+8×0.23ST-55根/dm
钢丝帘布
0
50
100
150
帘线直径指数
线密度指数
破断力/直径指
数
破断力/线密度
指数
帘线质量指数 帘布强度指数
胶料质量指数
帘布质量指数
帘布成本指数
3*0.20+6*0.35HT
3+8×0.23ST-70根
/dm钢丝帘布
图 2 两种钢丝帘线性能对比图（3+8×0.23ST 压延 55 根·dm-1 密度帘布）
图 3 两种钢丝帘线性能对比图（3+8×0.23ST 压延 70 根·dm-1 密度帘布）
2.3 成品胎性能对比
采用 3+8×0.23ST 压延密度为 55 根·dm-1 的钢丝帘布替代 3×0.20+6×0.35HT，试制
LT245/75R16 规格，成品胎室内性能测试结果如表 3。
表 5 LT245/75R16 规格室内性能测试结果对比
LT245/75R16 3×0.20+6×0.35HT 3+8×0.23ST
外直径/mm 779 779
断面宽/mm 252 251
强度性能 150.9%未穿 148.0%未穿
脱圈性能 135.0%未脱 132.8%未脱
高速性能 210km/h8min 210km/h8min
0
50
100
150
帘线直径指数
线密度指数
破断力/直径指
数
破断力/线密度
指数
帘线质量指数 帘布强度指数
胶料质量指数
帘布质量指数
帘布成本指数
3*0.20+6*0.35HT
3+8×0.23ST-55根/dm
钢丝帘布
0
50
100
150
帘线直径指数
线密度指数
破断力/直径指
数
破断力/线密度
指数
帘线质量指数 帘布强度指数
胶料质量指数
帘布质量指数
帘布成本指数
3*0.20+6*0.35HT
3+8×0.23ST-70根
/dm钢丝帘布
橡胶新材料工业 19
表 5 LT245/75R16 规格室内性能测试结果对比
LT245/75R16 3×0.20+6×0.35HT 3+8×0.23ST
外直径 /mm 779 779
断面宽 /mm 252 251
强度性能 150.9% 未穿 148.0% 未穿
脱圈性能 135.0% 未脱 132.8% 未脱
高速性能 210km/h8min 210km/h8min
‘- 损坏形式 未损坏 未损坏
耐久性能 59h 59h
‘- 损坏形式 未损坏 未损坏
单胎重量指数 100 93
滚动阻力指数 100 97
表 6 LT265/70R17 规格室内性能测试结果对比
LT265/70R17 3×0.20+6×0.35HT 3+8×0.23ST
外直径 /mm 805 804
断面宽 /mm 280 280
强度性能 145.0% 未穿 143.2% 未穿
脱圈性能 132.4% 未脱 136.0% 未脱
高速性能 220km/h 行驶 10min 220km/h 行驶 10min
‘- 损坏形式 未损坏 未损坏
耐久性能 60h 60h
‘- 损坏形式 未损坏 未损坏
单胎重量指数 100 92
滚动阻力指数 100 97
由表 3 和表 4 可以看出，使用 3+8×0.23ST 压延
55 根·dm-1 和 70 根·dm-1 两种密度钢丝帘布，替代
3×0.20+6×0.35HT，成品胎的外缘尺寸、强度性能
等均变化不大，高速、耐久性能对跑测试相同时间后，
均无损坏。两规格单胎重量均可降低 7.0% 以上，滚
动阻力可降低 3.0% 以上，有效降低轮胎滚阻。
2.3 成品胎成本对比
使用 3+8×0.23ST 替代 3×0.20+ 6×0.35HT，代
表规格成本降低值见表 7。
表 7 两种钢丝的成品胎成本对比
成本降低值 /（元 / 条）
30×9.50R15LT 10.04
LT265/75R16 11.42
215/75R16C 8.54
ST225/75R15 6.93
由 上 表 可 见， 使 用 3+8×0.23ST 替 代 3×0.20+
6×0.35HT，成品胎单胎成本可降低 6.93 元，成本降
低显著。
3 结论
（1）3+8×0.23ST 钢丝直径低，线密度低，替
代 3×0.20+6×0.35HT 能有效减小帘布压延厚度，降
低帘布单位面积重量，从而实现轮胎轻量化。
（2）3+8×0.23ST 钢丝可根据轮胎的强度要求，
压延不同密度的钢丝帘布规格。制成的成品胎，外缘
尺寸、强度等性能变化不大，单胎重量降低 7.0% 以上，
滚动阻力可降低 3.0% 以上，可有效降低整车的燃油
消耗。单胎成本可降低 6.9 元，显著降低了生产成本。
12 月 13 日，湖北玲珑轮胎有限公司“年产 10
万吨胎圈钢丝项目”进行环评公示。项目总投资 2.29
亿元，其中设备投资 1.29 亿元，基建投资 1 亿元。
项目位于荆门市化工循环产业园，总建筑面积
62640 平方米，其中胎圈钢丝车间 36240 平方米，另
外建设原材料库、生产辅助用房、成品库等。
湖北工厂是玲珑轮胎国内建设的第四个生产基
地，设计年产 1446 万套高性能轮胎，其中半钢子午
胎 1200 万套、全钢子午胎 240 万套、工程子午胎 6
万套。 （转载）
玲珑轮胎自建 10 万吨胎圈钢丝项目
20 橡胶新材料工业
新材料科技
New Materials
引言
帘子线作为轮胎的骨架材料，起着支撑轮胎强
度，承受车辆对轮胎的负荷 ( 静、动态 )，限制轮胎
使用变形的作用。轮胎在行驶过程中将承受内压力、
径向、侧向牵引力和制动力等极其复杂的力作用，而
帘线将受到拉伸、压缩、剪切、弯曲及扭转力矩的作
用，显然随着不断的使用，帘线的力学性能会发生不
断的下降，甚至导致疲劳破坏。
近年来众多轮胎制造商对各种轮胎用纤维帘线
的蠕变性能极为关注。对研究通过减少蠕变和疲劳等
因素的影响提高轮胎耐久性的可能性和寻找新的可
行的纤维骨架材料十分感兴趣。而目前，对于金属 [1]、
塑料 [2]、硫化橡胶 [3] 等材料的疲劳特性已有完善的
测试方法和指标，通常使用规定应力条件下的疲劳断
裂寿命及永久形变率作为评价疲劳性能的主要指标。
纺织品的疲劳特性，根据现有的纤维团体标准 [4] 及
弹性织带 [5] 国家推荐标准可以对纺织品的疲劳循环
拉伸性能进行评价。但是用于车用轮胎的帘子线，还
没有清晰而准确的疲劳评价方法。
为了解决帘线安全服役相关的疲劳特性评价方
法有待完善以及影响因素模糊的问题，在本研究工
基于静 / 动态疲劳评价的聚酯帘线
服役安全特性研究
宋明根 1 朱征宇 1 姬洪 2 孙有珠 2
1. 浙江尤夫科技工业有限公司；2. 浙江省尤夫高分子材料重点企业研究院浙江湖州
作中，通过对疲劳评价方法的确立与优化，建立对
安全服役周期的切实可操作的试验方案和评价方法。
同时采用建立的评价系统对帘线的疲劳特性产生重
要影响的关键因素进行研究，试图为提升耐久性提供
初步的解决方案，并为上下游协作、共同提升行业技
术水平提供具有一定参考价值的合理化建议。
1 实验部分
1.1 实验材料
选 取 高 模 低 收 缩 丝 (HMLS) 和 高 模 中 收 缩 丝
(HMMS) 两种原丝 ( 均由浙江尤夫高新纤维股份有限
公司提供，其基本规格与物性如表 1 所示 )，两种原
丝经初捻、复捻制备捻线，后经 RFL 胶液浸胶工艺
制备浸胶帘子线，所有疲劳特性待测样品信息如表 2
所示。
表 1 原丝基本规格与物性参数
参数 HMLS HMMS
规格 (dtex/f) 1100/320 1100/192
断裂强力 (N) 82.60 90.11
断裂伸长 (%) 12.9 11.0
热收缩率 (%) 3.1 4.3
橡胶新材料工业 21
表 2 待测样品基本信息
原丝 样品
NO. 工艺 断裂强力
(N)
断裂伸长
(%)
HMMS 1 初复捻 450z/450s 164.6 16.5
HMLS 2 初复捻 450z/450s 150.3 17.3
HMLS 3 初复捻 370z/370s 152.3 16.6
HMMS 4 初复捻 450z/450s，
浸胶 155.0 13.6
HMLS 5 初复捻 450z/450s
s，浸胶 148.5 14.5
HMLS 6 初复捻 370z/370s
s，浸胶 150.0 13.9
1.2 实验部分
(1) 静态疲劳测试
采用美国英斯特朗 3365 型万能试验机在不同应
力条件下对样品进行静态拉伸疲劳测试，其中所施
加的载荷设定区间为样品 80%-95% 的平均断裂强力
(ABL)，如图 1 所示，记录施加载荷的时间 T0 和帘线
的最终断裂时间 T1。
图 1 静态疲劳测试参数示意图
(2) 正弦动态疲劳测试
采用美国英斯特朗 E300 型电子万能实验机对浸
胶样品进行动态疲劳性能测试，其中设定波形为正弦
波，频率为 1HZ。基准应力 (σm) 分别设置为 75%-
90% ABL, 振幅 (σa) 为 9% ABL，记录帘线断裂时的
循环时间和循环次数 [6]。
图 2 动态疲劳测试参数示意图 [6]
2 结果与讨论
2.1 静态疲劳
(1) 影响因素
根据所有样品静态疲劳载荷与断裂时间的原始
数据，通过建立时间关系函数 A(T0,T1)，以此为横坐
标与载荷 ( 纵坐标 ) 作图 ( 如图所示 )，并进行特定关
系拟合获得衰减系数、初期抵御因子和置信系数等参
数。
图 3 捻线断裂时间关系函数值与载荷关系
由图 3 捻线断裂时间关系函数值与载荷关系可
知，样品同条件下所测数据离散性较小，结合所得置
信系数 ( 表 3) 均在 0.95 以上，说明实验过程标准且
结果具有较高的可信度。初期抵御系数与样品断裂强
度正相关，衰减系数则与结构相关，两者决定了样品
的静态疲劳特性。根据数据处理所获得的初期抵御因
子和衰减系数结果，可以确认在初期抵御因子相近
试，
振幅
2 结
2. 1
A(T
得衰
(2) 正弦动
采用美国
其中设定波
幅(σa)为 9%
结果与讨论
静态疲劳
(1) 影响因
根据所有
T0,T1)，以此
衰减系数、
动态疲劳测
英斯特朗 E
波形为正弦
% ABL，记录
论
素
有样品静态疲
此为横坐标
初期抵御因
图 1.静
测试
E300 型电子
弦波，频率为
录帘线断裂
图 2. 动
疲劳载荷与
与载荷(纵坐
因子和置信
静态疲劳测试
子万能实验
为 1HZ。基准
裂时的循环时
动态疲劳测试参
与断裂时间的
坐标)作图(
信系数等参数
试参数示意图
验机对浸胶样
准应力(σm)分
时间和循环
参数示意图[
的原始数据
(如图所示)，
数。
图
样品进行动
分别设置为
环次数[6]。
[6]
据，通过建立
，并进行特
动态疲劳性能
75%-90% A
立时间关系函
特定关系拟合
能测
ABL,
函数
合获
试，
振幅
2 结
2. 1
A(T
得衰
(2) 正弦动
采用美国
其中设定波
幅(σa)为 9%
结果与讨论
静态疲劳
(1) 影响因
根据所有
T0,T1)，以此
衰减系数、
动态疲劳测
英斯特朗 E
波形为正弦
% ABL，记录
论
素
有样品静态疲
此为横坐标
初期抵御因
图 1.静
测试
E300 型电子
弦波，频率为
录帘线断裂
图 2. 动
疲劳载荷与
与载荷(纵坐
因子和置信
静态疲劳测试
子万能实验
为 1HZ。基准
裂时的循环时
动态疲劳测试参
与断裂时间的
坐标)作图(
信系数等参数
试参数示意图
验机对浸胶样
准应力(σm)分
时间和循环
参数示意图[
的原始数据
(如图所示)，
数。
图
样品进行动
分别设置为
环次数[6]。
[6]
据，通过建立
，并进行特
动态疲劳性能
75%-90% A
立时间关系函
特定关系拟合
能测
ABL,
函数
合获
75
80
85
90
95
100
样样1
样样2
样样3
载载(ABL%)
A(T0
,T1
)
图 3.捻线断裂时间关系函数值与载荷关系
由图 3 捻线断裂时间关系函数值与载荷关系可知，样品同条件下所测数据离
散性较小，结合所得置信系数(表 3)均在 0.95 以上，说明实验过程标准且结果具
有较高的可信度。初期抵御系数与样品断裂强度正相关，衰减系数则与结构相关，
两者决定了样品的静态疲劳特性。根据数据处理所获得的初期抵御因子和衰减系
数结果，可以确认在初期抵御因子相近的条件下，原丝结构对捻线的静态疲劳特
性影响显著，HMLS 原丝具有相对较高的断裂伸长且较低的收缩率，其具有居多
的柔性非晶含量，在施加载荷后纤维具有更为优异的韧性，因此同条件下其捻线
的衰减系数只有 4.040，远远低于同规格 HMMS 捻线。而捻度对 HMLS 捻线静
态疲劳的影响结果显示，适当的高捻度工艺虽然会产生一定的强损，使得初始抵
御系数降低，但对衰减系数的降低效果更为显著，推测的机理为适当的提升捻度
可以增加纤维在捻线轴向屈曲程度，使得纤维的屈曲路径长，赋予捻线宏观的“弹
性”，可以起到弛豫载荷应力，延缓疲劳破坏的作用。
75
80
85
90
95
100
样样4
样样5
样样6
载载(ABL%)
A(T0
,T1
)
图 4.浸胶帘线断裂时间关系函数值与载荷关系
22 橡胶新材料工业
新材料科技
New Materials
的条件下，原丝结构对捻线的静态疲劳特性影响显
著，HMLS 原丝具有相对较高的断裂伸长且较低的收
缩率，其具有居多的柔性非晶含量，在施加载荷后纤
维具有更为优异的韧性，因此同条件下其捻线的衰减
系数只有 4.040，远远低于同规格 HMMS 捻线。而捻
度对 HMLS 捻线静态疲劳的影响结果显示，适当的
高捻度工艺虽然会产生一定的强损，使得初始抵御系
数降低，但对衰减系数的降低效果更为显著，推测的
机理为适当的提升捻度可以增加纤维在捻线轴向屈
曲程度，使得纤维的屈曲路径长，赋予捻线宏观的“弹
性”，可以起到弛豫载荷应力，延缓疲劳破坏的作用。
图 4 浸胶帘线断裂时间关系函数值与载荷关系
浸胶帘线断裂时间关系函数值与载荷关系如图4，
同样的所有测试结果具有良好的可信度，计算衰减系
数结果可以看出，与捻线结果类似，浸胶后同条件下
HMLS 帘线具有更低的衰减系数，另外加之经浸胶加
工 HMMS 的热强损更为严重，HMLS 帘线同比具有较
高的初期抵御系数，因此具有更为优异的耐疲劳性。
相对较高的捻度引起微弱的强损，导致初期抵御因子
的小幅减小，但是衰减系数的降低更为显著。
表 3 样品静态疲劳特性参数
样品 NO. 1 2 3 4 5 6
衰减系数 4.691 4.040 5.314 4.668 4.087 4.214
初期抵御
因子 85.92 86.81 88.96 82.54 83.581 86.22
置信系数 0.99 0.95 0.96 0.97 0.97 0.96
(2) 静态疲劳寿命预测
材料应用在特定长期应力作用领域时，对耐疲
劳性能有着明确的要求。静态疲劳特性与制品的安全
使用和服役周期密切相关。对材料的耐疲劳性能研究
不应仅仅局限于对其相关影响参数的定量确认和对
材料耐疲劳性能的定性评判，更为重要的是应在此基
础上，对其应力条件下的失效周期即服役寿命进行量
化。通过对前述基础数据的进一步的处理，对所测样
品静态疲劳条件下的服役寿命评测结果如图 5 所示，
具体数据如表 4 所示。
图 5 帘线最大工作承受载荷 - 使用年限关系图
表 4 服役寿命与允许的最大承受载荷关系 (%ABL)
样品
NO. 1年 2年 5年 10 年 50 年 100 年
1 67.43 66.01 64.15 62.73 59.46 58.04
2 70.88 69.67 68.06 66.84 64.02 62.80
3 68.01 66.41 64.30 62.70 58.98 57.38
4 64.14 62.73 60.87 59.47 56.21 54.80
5 67.47 66.24 64.61 63.38 60.52 59.29
6 64.61 63.34 61.66 60.39 57.45 56.18
由以上结果 ( 图 5，表 4) 可以看出，原丝类型是
影响帘线服役寿命的关键因素之一。对于相同的期
望服役寿命所对应的最大承受载荷，HMLS 所制备的
捻线 ( 样品 2)、帘线 ( 样品 5) 具有相对于 HMMS 更
75
80
85
90
95
100
样样1
样样2
样样3
载载(ABL%)
A(T0
,T1
)
图 3.捻线断裂时间关系函数值与载荷关系
由图 3 捻线断裂时间关系函数值与载荷关系可知，样品同条件下所测数据离
散性较小，结合所得置信系数(表 3)均在 0.95 以上，说明实验过程标准且结果具
有较高的可信度。初期抵御系数与样品断裂强度正相关，衰减系数则与结构相关，
两者决定了样品的静态疲劳特性。根据数据处理所获得的初期抵御因子和衰减系
数结果，可以确认在初期抵御因子相近的条件下，原丝结构对捻线的静态疲劳特
性影响显著，HMLS 原丝具有相对较高的断裂伸长且较低的收缩率，其具有居多
的柔性非晶含量，在施加载荷后纤维具有更为优异的韧性，因此同条件下其捻线
的衰减系数只有 4.040，远远低于同规格 HMMS 捻线。而捻度对 HMLS 捻线静
态疲劳的影响结果显示，适当的高捻度工艺虽然会产生一定的强损，使得初始抵
御系数降低，但对衰减系数的降低效果更为显著，推测的机理为适当的提升捻度
可以增加纤维在捻线轴向屈曲程度，使得纤维的屈曲路径长，赋予捻线宏观的“弹
性”，可以起到弛豫载荷应力，延缓疲劳破坏的作用。
75
80
85
90
95
100
样样4
样样5
样样6
载载(ABL%)
A(T0
,T1
)
图 4.浸胶帘线断裂时间关系函数值与载荷关系
浸胶帘线断裂时间关系函数值与载荷关系如图 4，同样的所有测试结果具有
良好的可信度，计算衰减系数结果可以看出，与捻线结果类似，浸胶后同条件下
HMLS 帘线具有更低的衰减系数，另外加之经浸胶加工 HMMS 的热强损更为严
重，HMLS 帘线同比具有较高的初期抵御系数，因此具有更为优异的耐疲劳性。
相对较高的捻度引起微弱的强损，导致初期抵御因子的小幅减小，但是衰减系数
的降低更为显著。
表 3.样品静态疲劳特性参数
样品 NO. 1 2 3 4 5 6
衰减系数 4.691 4.040 5.314 4.668 4.087 4.214
初期抵御因子 85.92 86.81 88.96 82.54 83.581 86.22
置信系数 0.99 0.95 0.96 0.97 0.97 0.96
(2) 静态疲劳寿命预测
材料应用在特定长期应力作用领域时，对耐疲劳性能有着明确的要求。静
态疲劳特性与制品的安全使用和服役周期密切相关。对材料的耐疲劳性能研究不
应仅仅局限于对其相关影响参数的定量确认和对材料耐疲劳性能的定性评判，更
为重要的是应在此基础上，对其应力条件下的失效周期即服役寿命进行量化。通
过对前述基础数据的进一步的处理，对所测样品静态疲劳条件下的服役寿命评测
结果如图 5 所示，具体数据如表 4 所示。
0 20 40 60 80 100
56
60
64
68
72
最最最最载载(% ABL)
服役寿命 年( )
样样1
样样2
样样3
样样4
样样5
样样6
图 5.帘线最大工作承受载荷-使用年限关系图
