浙江大学玉泉校区的一间实验室，，，有个课题组研究橡胶补强一连了17年，，，终于有了一个新效果——“宋-郑”两相模子理论。。。。。2016年9月，，，课题组受邀撰写的综述文章在著名期刊《质料科学希望》上揭晓。。。。。这个以研究者姓氏为名的理论，，，跳出了爱因斯坦黏度理论的框框，，，终结了以往理论模子相互矛盾、无法有用指导生产的时势，，，有望对橡胶质料生产爆发主要影响。。。。。
轮胎里的“项链”与“葡萄”
浙江大学高分子系教授宋义虎是“宋-郑”两相模子理论课题组的主要成员之一。。。。。他的办公室里有一块透明的“橡皮泥”，，，他说，，，这是造轮胎所必需的生橡胶。。。。。“橡胶是高分子质料中分子量最大的。。。。。若是把橡胶分子比喻成一串分子项链，，，那几百万颗‘珍珠’串在一起才形成一个橡胶分子。。。。。长长的分子项链相互纠缠，，，形成项链网络。。。。。项链越长，，，弹性越好。。。。。”
轮胎为什么是黑的?宋义虎说，，，由于它有一种叫炭黑的物质。。。。。“它是碳元素的一种保存形式，，，结构就像一串串的葡萄，，，而每一粒‘葡萄’是直径20纳米左右的碳粒子。。。。。肉眼能辨别的一粒烟灰，，，就是100纳米(0.1微米)左右的‘葡萄串’。。。。。”
在轮胎工业生长的100多年来，，，炭黑被证实是最好的填料。。。。。一个轮胎的胎面胶中，，，橡胶占比约莫50%，，，炭黑占比40%以上。。。。。在50多种助剂的作用下，，，两者在混炼工艺中相互融合，，，经硫化后就成为结实耐磨的轮胎胎面胶。。。。。
“项链”与“葡萄串”的组合，，，为轮胎提供了强有力的力学性能。。。。？？？翁庾榱硪晃恢饕稍敝Ｇ拷淌谒担骸靶硇矶喽嗵亢凇咸汛纬梢桓鋈耐唇峁，，，而橡胶分子‘项链’纠葛其间，，，经硫化，，，它们之间形成了死结，，，成了一团解不开的‘乱麻’，，，我们称为‘交联’。。。。。就像生鸡蛋煮熟，，，卵白质爆发了变性。。。。。”
国际上至少泛起了五大理论门户
既要强度高，，，又要弹性好，，，这是一个好轮胎特殊是重型卡车轮胎的基本要求。。。。。差别的使用场合，，，又对轮胎提出差别的要求。。。。。
“尤其是上矿山的大卡车，，，当轮胎碾过尖锐的石头，，，要包管胎面不被刺穿。。。。。”郑强说，，，十余年的研究历程中，，，课题组最感兴趣的就是“炭黑网络与橡胶网络是怎么相互作用的，，，填料炭黑是怎么影响橡胶网络的黏弹性的。。。。。”
关于这个问题，，，教科书上、各路研究者的论文里都有泛起过。。。。。宋义虎与郑强先后通太过析梳理了700余篇文献及常用、不常用的100多个理论模子，，，发明国际上针对橡胶模量(注：硬度的参数)至少泛起了五大理论门户，，，可是模子之间相互矛盾，，，或与已有研究效果之间矛盾。。。。。
为此，，，工业界和学术界之间你说你的，，，我做我的。。。。。这种脱节，，，使得高级轮胎制造仍属于各大轮胎厂的工艺“秘方”，，，谁能“试”出来谁赚钱。。。。。
发明保存了100多年的“私见”
“国际上关于炭黑形成三维网络，，，并提供力学支持是有共识的，，，我们也通过实验证实了这一点。。。。。”宋义虎说，，，令他们较量渺茫的是，，，所有的理论模子都只关注炭黑网络，，，并没有思量橡胶分子在其中的作用。。。。。这些模子过于简化，，，造成了对事实的私见。。。。。“工业上轮胎要用橡胶来做基础，，，但没有哪一个理论能够表达出橡胶在内里起什么作用。。。。。以是我们一边事情一边思索，，，若是理论模子没有一个参数能够体现橡胶对证料弹性的影响，，，那这个理论肯定是不可熟的。。。。。”
从学术上来归类，，，这一研究属于高分子纳米复合质料黏弹性的领域。。。。。天下上最早研究这一系统的听说是爱因斯坦，，，他于1911年左右揭晓过几篇关于悬浮液黏度的论文，，，剖析了粒子对液体流场的影响。。。。。虽然之后的研究轮胎所用的质料系统变了，，，但最乐成、应用最为普遍的黏度展望理论仍然属于对爱因斯坦方程的修正与刷新。。。。。
“一个基本的问题，，，为什么一定要用填料填充的橡胶来制造轮胎，，，而不必水悬浮系统制造轮胎。。。。。以是橡胶对证料性能的影响不可忽略。。。。。”宋义虎说，，，该重新审阅这个一连了100多年的“私见”了。。。。。
导致轮胎发热的是橡胶分子
课题组接纳溶剂浸泡的要领，，，从未硫化的混炼胶质料中抽提出橡胶，，，获得了完整的炭黑网络结构。。。。。这个网络有强度，，，有弹性。。。。？？？翁庾榻幽筛呶律帐吹囊，，，也获得了完整的炭黑网络结构。。。。。
记者见到了烧蚀法获得的块状炭黑网络样品，，，伸手轻轻一碰，，，炭黑网络连忙像华夫饼干一样碎了。。。。。宋义虎告诉记者，，，炭黑颗粒的外貌有吸附作用，，，当长长的橡胶分子靠近，，，炭黑就吸附住链条上的其中一点，，，形成很是稳固的界面结构。。。。。“纵然你把个体没被吸附的‘项链’抽出来，，，这个结构也崩塌不了。。。。。”可是，，，高温烧蚀的炭黑网络不保存橡胶分子“项链”，，，是不稳固的，，，脆性的。。。。。
“以往的模子只思量了炭黑网络，，，但实验证据不强。。。。。我们提出的两相模子则思量了橡胶的因素。。。。。”宋义虎说，，，这一模子可以为轮胎转动生热提供新的理论诠释：发热的不是炭黑，，，而是橡胶分子。。。。。
炎天的高速公路边，，，我们常；；；；峥吹街匦涂ǔ邓净嶙潘案痔ソ剿滴。。。。。若是不降温，，，轮胎会加速老化。。。。。古板的看法以为，，，是轮胎中的炭黑颗粒相互摩擦而爆发热量。。。。。“宝马bm1122线路顶级实验结论则相反，，，是长长的橡胶分子的相互摩擦而爆发热量。。。。。炭黑颗粒只是加速了它们之间的摩擦。。。。。”
期待理论能用于指导现实生产
郑强先容，，，两相模子的要害是重新定位了炭黑和橡胶对轮胎性能的影响，，，诠释了轮胎补强的机理：炭黑等填料粒子形成网络结构，，，它们让橡胶分子链活动减慢，，，从而提高了轮胎胎面胶的弹性。。。。。
课题组还使用包括白炭黑等在内的其他填料来制备混炼胶质料，，，其流变学体现都切合两相模子，，，即有偕行科学家将其命名为“宋-郑两相模子”。。。。。
“我不敢说宝马bm1122线路顶级理论终结了已有的争论，，，但有一点可以看到的是，，，国际上沿用之前模子的研究已在逐步变少，，，而引用宝马bm1122线路顶级理论的论文在逐年增多。。。。。”宋义虎说，，，课题组接下来还将做一些实验，，，探索怎样镌汰高分子链之间的摩擦。。。。。“我们期待宝马bm1122线路顶级理论能用于指导现实生产，，，制造出强度高弹性好生热小的高效轮胎。。。。。”
