日前，由中国石油天然气股份有限公司牵头承担的“高性能合成橡胶产业化关键技术”顺利通过了项目综合绩效评价。该项目是“十三五”期间合成橡胶领域唯一的产业化国家项目，实现了4个胶种的产业化示范及在轮胎中集成应用示范；实现理论创新与突破4项，关键技术突破3项，完成6个创新产品，取得关键装备创新3项，申请国家发明专利32件。自主开发高性能合成橡胶基础材料的集成应用示范，将有力推动我国合成橡胶与轮胎行业实现由大到强的转型升级。

　　一、抱团创新联合攻关

　　我国是世界合成橡胶和轮胎的第一产销大国，但大而不强。以2017年为例，当时我国合成橡胶产量达355万吨，占全球产量的23.6%，七大胶种都可生产，但主要集中在中低端产品，高端产品需要大量进口，年进口量高达136.5万吨。我国一半以上合成橡胶用于轮胎制造，2017年，世界轮胎产量约为22亿条，而我国产量占28.9%。根据欧美“轮胎标签法”，对轮胎滚动阻力和抗湿滑性能按优劣分为A～E级，而国产轮胎多集中在D级及以下。

　　制约我国轮胎产业高质量发展的一个重要瓶颈是自主创新不足。经过70年的奋斗，我国轮胎用胶取得了长足进步，但高端轮胎用胶尚需进口。造成这一局面的主要因素是高端轮胎用胶制造工艺复杂，技术开发难度大。进口高端轮胎用胶不仅价格高，且供货周期长，造成国产高端轮胎售价高，市场竞争力差，从而影响了整个国产高端轮胎产业与合成橡胶产业的技术进步和高质量发展。

　　2017年10月30日，“高性能合成橡胶产业化关键技术”项目启动会暨实施方案咨询审议会在北京召开，吹响了国内合成橡胶及轮胎产业链转型跨越的“冲锋号”。为了抢抓机遇，履行央企责任，中国石油科技管理部将这项艰巨的任务交给了石油化工研究院兰州化工研究中心主任龚光碧。从项目申报阶段开始，作为国内知名的合成橡胶技术专家，龚光碧就围绕项目要求，把着眼点放在事关产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家产业安全的重大科学技术问题上。龚光碧对国内合成橡胶和轮胎产业的研发力量进行了整合，联合清华大学、同济大学、大连理工大学、中国科学院长春应化所、怡维怡橡胶研究院、赛轮（东营）轮胎股份有限公司、浙江信汇新材料股份有限公司等7家国内橡胶领域一流的高校、研究院所、企业，依托高分子物理与化学国家重点实验室、国家橡胶与轮胎工程技术研究中心等5个国家级平台，建立起一个覆盖整个产业链的创新团队。

　　“科研团队要克服门户之见，集众家所长，集全国之力，通过自主创新，在国内构建起一个能够持续性支撑和引领产业发展的技术平台，并通过技术进步提升中国制造的产品竞争力，为合成橡胶和轮胎行业打造出一个健康的产业‘生态圈’”龚光碧如是说。要在规定的时间里完成开发和应用，就必须打破常规，加快科研开发、技术更新和成果转化效率，缩短从“科研”到“技术”到“市场”的推进周期。龚光碧带领团队骨干连续出差3个多月，一方面与项目合作单位共商项目推进事宜，制订“时间表”，拿出“路线图”；另一方面，按照项目的要求，制订了完善的管理制度和检查考核标准，同时督促合作单位按照项目的要求，逐项自查，逐项落实。针对时间紧、任务重、参加单位多、组织协调难度大的情况，项目团队按照基础前沿、重大共性关键技术到应用示范进行全链条设计、一体化组织实施的原则，采取产学研用协同攻关整体推进的方式，制订出具体的一整套实施与解决方案。

　　二、四大方向齐驱并进

　　“高性能合成橡胶产业化关键技术”项目共有4个课题。项目实施以后，各合作单位和人员，针对项目起点高、理论创新难度大等问题，克服疫情、地域限制和家庭困难，调整正常的生产计划，全力支持项目的进行，塑造了一个又一个“奋斗者”的美丽风景。

　　以“星型支化丁基/溴化丁基橡胶技术和关键设备”课题为例，中国石油处于无基础状态，要想从无到有，难度可想而知。在技术带头人魏绪玲、燕鹏华与北京石油化工学院伍一波老师的带领下，从基础研究做起，通过理论创新，采用阴离子聚合方法，开发了支化位点结构与数量可控、软段—硬段相结合、兼具接枝和淤浆稳定功能的支化剂，攻克了“原位接枝”法制备星型支化丁基橡胶的技术难题。与浙江信汇新材料股份有限公司任纪文专家团队共同设计建设了国内首套丁基橡胶工业侧线装置，为星型支化丁基橡胶新技术、新产品产业化落地提供了平台支撑。

　　针对丁基橡胶溴化过程涉及的“高黏度、大混合比、强腐蚀性”等极端工况，清华大学骆广生教授带领团队系统研究了微通道内“高黏度—大流量比”混合体系的基本规律，设计并优化了十字型和微筛孔混合结构，提出了微混合单元一维几何放大和二维数量集成的设计方法，以及聚四氟乙烯微结构和涂层组合的防腐方法，成功创制了体积小、安全可靠、维护成本低的丁基橡胶溴化、中和工业微反应器。同时完成了丁基橡胶溴化微反应技术的产业化示范，创制了国际上首套万吨级溴化丁基橡胶微化工生产系统，溴素利用率达93%，产品质量达到国际高端产品水平，开创了微化工技术在合成橡胶领域大规模产业化应用的先河，整体技术处于国际领先水平。

　　近年来，汽车产业转型对轮胎基础材料提出了新的要求，特别是燃油车到新能源车的转型，这就需要官能化溶聚丁苯橡胶，而国内所用全部依赖进口。为了尽快实现该产品的自主可控，“官能化溶聚丁苯橡胶”课题组多方案并举，从基础研究做起，建立了官能化溶聚丁苯橡胶合成方法平台。2019年9月，“官能化溶聚丁苯橡胶”课题组在独山子石化公司进行中试。为了确保项目的整体进展，课题组长董静与3位技术人员连续出差3个多月。与独山子石化公司杨广明、韩艳、闫蓉等团队成员。一起每天要工作15个小时以上，半夜才能回宾馆休息。由于厂区与宾馆距离远，又没有路灯，经常打不到车，为了克服恐惧心理，大家只能大声唱着歌，步行一个多小时回宾馆。说起那段经历，董静笑着说：“三个月体重减了30斤！”。经过共同努力，课题组开发出官能化引发剂制备核心技术，解决了传统官能化引发剂在烃溶剂中溶解性差、引发效率低、稳定性差等问题，并在中国石油独山子石化溶聚丁苯橡胶生产装置完成官能化溶聚丁苯橡胶工业试验，生产107吨工业产品，产品性能达到国外同类产品技术水平，填补国内空白。

　　“窄分布支化稀土顺丁橡胶”是项目需要开发的另外一个高端产品。2018年5月，课题组在独山子石化开展中试研究。此时，中国科学院长春应化所毕吉福研究员女儿刚刚出生，为了工作，他把爱人和孩子托付给同事，与张学全和胡雁鸣研究员共同赶赴新疆，克服家庭困难，拼搏在科研一线。经过长春应化所、独山子石化、石化院团队艰苦攻关，课题组开发了羧酸钕类单一活性中心稀土催化剂，使催化剂活性提高20%以上，聚合转化率提高到99%以上，实现了窄分布支化稀土顺丁橡胶3.2万吨/年生产示范，形成了稳定的工业生产技术，产品性能超过国外同类产品水平。

　　“双B级轮胎及长寿命胶囊的产业化示范”课题组长李波与怡维怡橡胶研究院、赛轮集团同事，通过研究官能化溶聚丁苯橡胶、稀土顺丁橡胶及白炭黑对滚动阻力性能和抗湿滑性能的影响规律，提出了高性能轮胎胎面胶配方设计基本原则。结合课题团队开发的湿法混炼、低温一次法混炼、电子辐照预硫化等一整套轮胎制造工艺，实现了轮胎抗湿滑性能、滚动阻力的调控。开发了3个胶种在高性能轮胎中的集成应用技术，制备的轮胎滚动阻力/抗湿滑性能达到欧盟轮胎标签法A/B级，比国内现有轮胎提升2~3个等级。丁基橡胶制备的硫化胶囊使用次数超过600次，比国内现有平均450次提高38%以上。

　　三、实现若干重大突破

　　“高性能合成橡胶产业化关键技术”项目的完成，不但推进了国内高性能合成橡胶材料的发展以及我国轮胎行业的技术进步与产业升级，提高了国产轮胎在国际市场的竞争力，而且抓住了合成橡胶行业高质量发展的“牛鼻子”，促进了我国向橡胶工业强国的跨越，推动了国家“双碳”战略的落地。

　　该项目的完成，使我国在胎面胶、气密层、胎侧胶、硫化胶囊及制造工艺及配方等方面形成新的重大技术突破，生产出国家急需的核心材料，实现了4个胶种的产业化示范及在轮胎中集成应用示范。目前国内4个胶种进口量14万吨/年，若实现进口替代，预计可实现橡胶材料产值13.35亿元，利润2.67亿元。高性能轮胎按每条600元，新增利润20元计算，100万条轮胎可增加企业产值6亿元，利润2000万元。按目前我国约5亿条轮胎产量，若轮胎行业1/4的企业采用该技术，产值可达750亿元，增加利润25亿元。

　　该项目实现理论创新与突破4项，关键技术突破3项，完成6个创新产品，取得关键装备创新3项，申请国家发明专利32件，发表论文26篇，制修订标准6项，其中国家标准3项，推动了我国合成橡胶及轮胎产业创新能力与水平的极大提升。有效增强了国产轮胎的安全性、经济性、环保性和耐用性，不但解决了轮胎行业的技术“瓶颈”，也拉动了上游合成橡胶产业的转型升级，达到了通过重大关键技术的创新，实现了产业链系统突破的目的，重构了产业链发展的底座，为国产轮胎进军全球高端市场打下了坚实的材料基础，提供了有力的技术保障。

　　自主开发高性能合成橡胶基础材料的集成应用示范，打破了我国高端轮胎制造对国外高端基础橡胶原材料和先进加工技术的依赖，我国轮胎用高性能合成橡胶基础材料平均占比将提高约15%。轮胎滚动阻力达到A级，与C级轮胎相比，按照燃油车每车每年行驶1万公里计算，节油约54升，全国每年可节油约156.6亿升；CO₂减排约0.13吨，每年减少CO₂排放约3770万吨。轮胎抗湿滑性能达到B级，与E、F级对比，在湿滑路面的抓地能力提升，刹车距离可缩短10%，切实保障了人民的生命和财产安全。通过项目实施，在国内建起一个比肩国际的一流技术平台，为国家培养了一支在合成橡胶基础研究、关键核心装备、先进工程技术及轮胎加工制造等领域的战略创新团队。其中一个团队被授予中国石油“先进基层党组织”“科技创新团队”；培育出两个“原创技术策源地”；有25名同志被授予“青年长江学者”“侯德榜化工科学技术奖”“石化联合会行业先进个人”“山东省泰山产业领军人才”“甘肃省领军人才（第一层次）”“新疆维吾尔自治区劳动模范”“大连市科技之星”“企业青年科技英才”“技术型管理人才”；培养企业技术专家3人、高级工程师10人、科研骨干16人，培养博士后3人，硕士、博士研究生40余人。