从颜色到结构：全面剖析轮胎的秘密

【科技】大家对轮胎并不陌生。

幼儿园的孩子闭着眼睛都能画出一个轮子，但很多开一辈子车的司机却不懂轮胎的含义。

其中有何奥秘？你一定想知道轮胎的秘密是什么，轮胎不是圆的而且是充气的吗？要知道轮胎作为车辆与路面唯一的接触介质，对车辆的性能有着直接的影响。

你看，这么重要的事情怎么可能没有秘密呢？让我们来探索一下。

● 轮胎的历史 就像故事的开头一样，想要了解轮胎的秘密，就必须先了解轮胎的起源。

由于篇幅限制，我们只关注乘用车轮胎。

商用车轮胎将在下一章进行说明。

好了，回到正题，第一个空心轮胎是英国人罗伯特汤姆逊发明的。

他建议使用压缩空气填充弹性囊，以减轻运动时的冲击力。

虽然当时的轮胎是由皮革和涂胶帆布制成的，但这种轮胎已经表现出了滚动阻力小的优点。

罗伯特汤姆逊和《马车和其他车辆的车轮改良》获得了英国政府的专利。

同年12月10日第一条充气轮胎诞生。

第一个购买充气轮胎的人是一个名叫罗力的人。

四个轮胎的总价是四十四英镑两先令。

要知道当时的一英镑可以兑换三两白银，而当时英国的国民生产总值也才一万多英镑。

1999年，美国人查尔·固特异（Charles Goodyear）发明了硫化橡胶的方法，使橡胶可以用于轮胎。

固特异先生虽然获得了专利，但他并没有致富（2010年，美国新成立的一家轮胎公司为了纪念他的贡献，将公司命名为固特异轮胎公司）。

2008年12月，英国兽医约翰·邓洛普（John Dunlop）看到儿子在堆满石头的院子里骑着三轮车。

他考虑如何让车轮变得更软以吸收震动，因此他发明了现代轮胎，在木制轮辐上放置了一根充气橡胶管。

原型诞生了。

2000年，J·F·帕尔马先生发明了斜纹纺织品。

这种斜纹织物的发明导致了斜交轮胎的发展。

2000年，米其林申请有内胎轮胎（无内胎轮胎的前身）； 2000年获得世界著名的子午线轮胎专利。

看，很多大型轮胎厂商都来了。

● 轮胎为什么是黑色的？大家都知道，轮胎的主要成分是橡胶。

您从未见过橡胶，但您可能知道它的颜色。

但你有没有想过，为什么橡胶制成的轮胎是黑色的？其实，这主要是由轮胎生产中使用的添加剂决定的。

早在19世纪，橡胶轮胎的颜色就因添加剂的不同而并不固定。

到了2006年，由于在轮胎制造过程中添加了炭黑，又称炭黑，橡胶呈现出墨水般的纯黑色，其耐磨性达到了前所未有的水平。

从此，橡胶轮胎进入了长期的黑色统治时期。

20世纪50年代，为了显示自己的财富和社会地位，许多外国车主在轮胎外壁涂上白色油漆，以区别于他人，体现个性。

但这种轮胎美容方法的最大缺点是，轮胎使用一段时间后，油漆会逐渐剥落，非常不美观。

这种方法逐渐被忽视。

20世纪60年代，使用白色橡胶的白色橡胶轮胎迎来复兴。

但该类轮胎强度和抗撕裂性能较差，耐老化性能较差，且价格较贵。

使用时间长了，橡胶的性能会变慢。

慢慢变成黄色和棕色，失去原有的装饰效果。

20世纪80年代，日本、德国、美国等发达国家重新生产并投入使用胎侧带有白色字母或圆圈的轮胎。

固特异甚至设计了一种可以在夜间发光的全透明轮胎。

20世纪90年代，米其林与法国一家化学集团合作，用二氧化硅代替碳，取得了良好的效果。

由于二氧化硅的固有颜色是白色，因此可以添加任何不同的染料，因此轮胎可以是任何颜色。

近年来，新型橡胶防老剂和白色、浅色橡胶补强剂的出现，进一步推动了轮胎颜色的发展。

了解了轮胎为什么是黑色之后，你一定对轮胎所用的橡胶感到好奇。

轮胎用的橡胶和我们现在嚼的口香糖是“同父异母的兄弟”吗？现在大多数汽车轮胎材料的主要成分是天然橡胶或合成橡胶。

天然橡胶主要来源于橡胶树橡胶树。

当这种橡胶树的皮被割开时，就会流出一种乳白色的汁液，称为乳胶。

胶乳经缩合、洗涤、成型、干燥得到天然橡胶。

我们吃的口香糖的主要成分是胶基。

胶基的精确成分通常是商业秘密。

其主要成分可以是明胶（日本树胶）或天然橡胶（丁苯橡胶、丁基橡胶、聚异丁烯）。

）所以我们吃的口香糖和轮胎用的橡胶不是同一种原料。

● 我们来谈谈轮胎橡胶和添加剂。

轮胎生产的原材料包括天然橡胶和合成橡胶。

合成橡胶是通过人工合成生产的。

使用不同的原料（单体）可以合成不同类型的橡胶。

在合成橡胶中，通用橡胶的应用最为广泛。

通用橡胶是指部分或全部代替天然橡胶使用的橡胶品种，如丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊二烯橡胶、异丙橡胶、氯丁橡胶等。

常见通用橡胶及特性橡胶是由丁二烯和苯乙烯共聚而成。

它是生产最广泛的通用合成橡胶，包括乳胶聚丁苯橡胶、溶液聚合丁苯橡胶和热塑性橡胶（SBS）。

顺丁橡胶是通过丁二烯的溶液聚合生产的。

顺丁橡胶具有特别优异的耐寒性、??耐磨性和弹性，还具有良好的耐老化性。

顺丁橡胶大部分用于生产轮胎，少部分用于制造耐寒制品、缓冲材料、胶带、胶鞋等。

顺丁橡胶的缺点是抗撕裂性差，抗湿滑性差。

异戊二烯橡胶是聚异戊二烯橡胶的简称，采用溶液聚合法生产。

异戊二烯橡胶与天然橡胶一样，具有良好的弹性和耐磨性、优异的耐热性和良好的化学稳定性。

异戊橡胶生胶（加工前）的强度明显低于天然橡胶，但其质量均匀性和加工性能优于天然橡胶。

异戊二烯橡胶可替代天然橡胶制造卡车轮胎和越野轮胎，也可用于生产各种橡胶制品。

乙丙橡胶以乙烯和丙烯为主要原料合成，具有突出的耐老化性能、电绝缘性能和耐臭氧性能。

乙丙橡胶可填充大量的油和炭黑，产品价格低。

乙丙橡胶具有良好的化学稳定性，其耐磨性、弹性、耐油性与丁苯橡胶接近。

乙丙橡胶用途广泛。

可用作轮胎胎侧、胶条、内胎、汽车零部件等。

还可用作电线电缆护套和高压、超高压绝缘材料。

还可制作胶鞋、卫生用品等浅色制品。

氯丁橡胶是以氯丁二烯为主要原料，经均聚或少量其他单体共聚而成。

例如，拉伸强度高，耐热性、耐光性、耐老化性优良，耐油性优于天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。

具有较强的阻燃性和优良的阻燃性能，化学稳定性高，耐水性好。

氯丁橡胶的缺点是电绝缘性能、耐寒性差、生胶在储存过程中不稳定。

氯丁橡胶用途广泛，如运输带和传动带、电线电缆护套材料、耐油软管、垫片和耐化学设备衬里等。

虽然合成橡胶有很多优点，但天然橡胶的综合性能优于合成橡胶，因此高档轮胎大多采用天然橡胶。

为了使橡胶具有制造轮胎所需的性能，如弹性好、滚动阻力低、油耗低、生热低、耐磨、耐穿刺、承载能力大、乘坐舒适等，必须使用橡胶其中渗透了不同的化学材料，即化学添加剂。

常用的轮胎添加剂聚丁二烯橡胶、聚丁二烯橡胶与溶液聚合丁苯橡胶可并用作为节油轮胎胎面胶。

采用这种胎面胶的轮胎具有最佳的抓地力和耐磨性的综合平衡。

还有较低的滚动阻力，可节省5%的燃油。

发泡橡胶是具有许多微小独立泡孔的橡胶。

当发泡率为20%～30%时，在冰上的摩擦系数可提高3～4倍。

这样，通过增加冰上摩擦系数，轮胎制动距离可缩短10%～15%。

由泡沫橡胶制成的无钉轮胎的冰摩擦力不如有钉轮胎，但它们非常接近。

聚氨酯弹性体具有高耐磨性、可着色性、高耐切削性、优异的耐油性和耐化学药品性等优点。

对人体无毒，无需添加炭黑和芳香油即可完全生物降解。

是制作轮胎胎面的理想材料。

BoTred（一种基于淀粉的新型填料） BoTred 是一种基于淀粉的新型填料。

玉米淀粉衍生物首先从玉米中提取，转化为微滴，然后加工成生物聚合物填料。

BloTred 是一种球形颗粒，有助于最大限度地减少机械能并降低滚动阻力。

短纤维 短纤维的添加可以提高轮胎的刚性，使轮胎在行驶过程中承受相同载荷时的下沉量明显减少，即轮胎的变形减少，因此滚动阻力也减少减少；轮胎胎面采用短纤维时，不仅可以提高胎面的刚性，而且可以降低胎面的摩擦系数，降低滚动阻力系数，滚动阻力也相应降低。

当短纤维应用于轮胎胎面等部位时，可以通过短纤维的模量和各向异性改变胶料的性能，从而降低轮胎行驶时的噪音，提高轮胎的耐久性。

有机硅材料 含硅轮胎不仅具有优异的抓地力，而且产生的能量损失较少，从而降低滚动阻力和磨损力，达到比普通轮胎更好的节油效果，并尽可能延长轮胎寿命。