Кремний (силика) в шинах: что это такое и как он улучшает характеристики

Сегодня кремний (силика) практически полностью заменил сажу в составе протекторных смесей и широко применяется в производстве шин для легковых автомобилей, фургонов и мотоциклов. Кроме того, его производство становится все более экологичным, например, Continental использует кремний, полученный из золы рисовой шелухи - возобновляемого сырья.

Кто первый использовал силику в покрышках?

Тридцать лет назад компания Continental впервые применила кремний в составе протекторных смесей для автомобильных шин. Этот материал совершил прорыв в области безопасности вождения и энергоэффективности, значительно сократив сопротивление качению и почти вдвое уменьшив тормозной путь. Такой эффект стал возможен благодаря уникальным свойствам кремния, который способен образовывать химические связи с полимером резины. В процессе вулканизации, когда шина приобретает окончательную форму, кремний взаимодействует с другими компонентами, формируя прочную молекулярную сеть. В результате шины становятся эластичными и обеспечивают высокий уровень безопасности.

"Использование кремния в резиновых смесях стало настоящей революцией в шинной индустрии, позволив значительно сократить тормозной путь на мокрой дороге, - отмечает профессор Буркхард Вис. - Это по-прежнему огромное преимущество с точки зрения безопасности". В середине 1990-х годов он участвовал в разработке первых шин с добавлением кремнезема, а сегодня возглавляет отдел исследований и инноваций Continental. По его словам, этот компонент не только улучшает сцепление с дорогой, но и снижает сопротивление качению, что помогает экономить топливо для автомобилей с ДВС и увеличивать запас хода электромобилей.

Внедрение кремния в шинное производство

Первыми серийными шинами с добавлением кремнезема стали модели, выпущенные Continental в середине 1990-х годов. Этот материал широко применяется в промышленности, например, в строительстве при изготовлении бетона и кирпича. Однако для шинного производства используется не кристаллический кварцевый песок, а специально подготовленный аморфный кремнезем.

Компания Continental одной из первых увидела потенциал этого материала для шинной отрасли. В начале 1990-х инженеры провели успешные испытания, доказавшие эффективность его взаимодействия с силаном - связующим компонентом. В ходе дальнейшей вулканизации при температуре 120-160°C образуется прочная сеть молекул, а добавление серы позволяет добиться эластичности и устойчивости к износу. Благодаря этим свойствам шины обеспечивают отличное сцепление с мокрой дорогой, стойкость к истиранию и низкое сопротивление качению.

В 1994 году испытания показали значительное улучшение торможения на мокром покрытии по сравнению с традиционными шинами. Уже в 1995 году Continental применила кремний в серийной модели ContiEcoContact CP, а в 1996 году выпустила зимнюю ContiWinterContact TS 770, в составе которой также использовался этот инновационный материал. "Как и ремни безопасности или ABS, кремний в составе автошин внес значительный вклад в повышение безопасности на дорогах", - подчеркивает Вис.

Экологичные технологии с кремнием из рисовой шелухи

Инженеры Continental продолжают работать над повышением безопасности и экологичности шин, разрабатывая новые материалы и технологии. Одним из ключевых направлений стало применение альтернативного, более устойчивого кремнезема. Рисовая шелуха - побочный продукт производства риса, непригодный в пищу или в качестве корма для животных - оказалась отличным сырьем для получения экологичного кремния. Этот процесс требует меньше энергии, чем традиционное производство кремнезема из кварцевого песка.

Сегодня такой кремний уже используется в модели UltraContact NXT - самой экологичной шине, созданной Continental.