Smithers teilt vier Trends, die die Automobilindustrie verändern und herausfordern

FAIRLAWN, Ohio – Wie bei den umgekehrt zusammenhängenden Punkten im „magischen“ Reifendreieck kann es schwierig sein, Nachhaltigkeit und Leistung in Einklang zu bringen.

Während einige Materialien zurückgewonnen, zirkulär oder recycelbar sein können, sind sie oft repräsentativ für das Polymermaterial, das in den Rückgewinnungsprozess gelangt ist. Daher erfüllen recycelte Produkte möglicherweise nicht die erforderlichen Leistungsschwellenwerte.

Brad Sellers, Associate Consultant in der Abteilung für Materialwissenschaft und -technik bei Smithers mit Sitz in Akron, hob am 10. Mai, dem ersten Tag der von Rubber News organisierten Rubber in Automotive Conference, einige der unzähligen Materialien hervor, die dazu beitragen können, sowohl Nachhaltigkeit als auch Leistung zu ermöglichen .

Sein umfassender Vortrag „Sustainable Rubber Formations for High Performance“ konzentrierte sich auf umweltfreundlichere Rußproduktionsmethoden, nachhaltige Reifenbestandteile und neue Rohstofftechnologien, alles zu Beginn des Leichtbaus (und der Elektrofahrzeuge).

„Wenn wir über Nachhaltigkeit sprechen, sprechen wir darüber, was sie vorantreibt – und das sind die Umwelt, Investoren, Mitarbeiter und Verbraucher“, sagte Sellers. „Wir müssen in Zukunft das Gesamtbild betrachten … denn es ist ein empfindliches Gleichgewicht zwischen Leistung, Nachhaltigkeit und unbeabsichtigten Konsequenzen.“

Hier sind vier Erkenntnisse aus dem Vortrag von Sellers.

In seiner Studie „The Future of Green Tires to 2027“ identifiziert Smithers Materialtrends bei Elastomeren, Füllstoffen und anderen Chemikalien – teilweise angeführt von Silanen, die „von entscheidender Bedeutung für die Reduzierung des Rollwiderstands grüner Reifen“ sind.

Kurz gesagt, es sei entscheidend, Materialtrends im Spannungsfeld Nachhaltigkeit und Leistung zu verstehen, sagte Sellers, unabhängig davon, ob es sich um reifenspezifische Trends handele oder solche, die die Zusammensetzung von Automobilelastomeren und Füllstoffen betreffen.

Zu den nachhaltigen Optionen für NR-Ersatzstoffe gehören die Guayule-Pflanze und der Russische Löwenzahn, beides herzhafte Pflanzen, die dort angebaut werden können, wo andere Naturkautschukmischungen nicht angebaut werden können.

„Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass es sich hierbei um Gebiete handelt, die möglicherweise nicht für den (Anbau) von Nahrungsmitteln geeignet sind und daher nicht mit Nahrungspflanzen konkurrieren“, sagte Sellers.

Zusätzlich zu alternativen Quellen für NR hat Smithers vier nachhaltigere Methoden zur Rußproduktion identifiziert, darunter rückgewonnenes CB aus der Reifenpyrolyse, zirkuläres CB, Methanpyrolyse und erneuerbare CB-Methoden.

„Insbesondere die Methanpyrolyse ist interessant, da sie Wasserstoff zur Energieerzeugung nutzt“, sagte Sellers. „Diese Art von Material kann aktuelle CB-Qualitäten ersetzen.“

Schließlich ist Kieselsäure aus Reisschalen möglicherweise die vielversprechendste Option als Füllstoff zur Reduzierung des Rollwiderstands.

„Es gibt genügend Vorräte an diesem Abfallprodukt, um (synthetisches) Silica in der Reifenindustrie vollständig zu ersetzen“, sagte Sellers.

Zu den internen Faktoren bei der Entwicklung eines umweltfreundlicheren Reifens gehören die Nachhaltigkeitsziele eines Unternehmens, der Energieverbrauch, die Rohstoffbeschaffung und die Recyclingfähigkeit, sagte Sellers.

Externer Druck kann neben vielen anderen Komplexitäten von Biokraftstoff-Technologietrends, der Wahl des Antriebsstrangs, den Emissionen von Reifenprofilen und den Kosten ausgehen.

Die Rohstofftechnologie wird sicherlich eine entscheidende Rolle spielen.

„Die Entwicklung von Reifen kann Jahre dauern, daher ist die Markteinführungsgeschwindigkeit mit dem Produkt wirklich nicht gegeben“, sagte Sellers. „Früher wurde gemahlener Gummi aus Altreifen nur als Ersatz für den Füller verwendet.

„Jetzt stehen neue Verfahren zur Verfügung, die einen größeren (gemahlenen) Ersatz in Gummimischungen ermöglichen. Dies hat das Potenzial für einen Null-Abfall-Strom für die Gummiindustrie.“

Darüber hinaus sind Spezialharze auf Basis von Rohtallöl und Rohsulfatterpentin erhältlich.

„Und diese liefern einen nachhaltigen Mehrwert und helfen zahlreichen Branchen, fossile Brennstoffe durch erneuerbare Lösungen mit unübertroffener Leistung zu ersetzen.“

Da die Automobilindustrie auf Elektrofahrzeuge und Batteriehybridfahrzeuge umsteigt und sich von Verbrennungsmotoren abwendet, benötigen OEMs nachhaltigere Optionen für Produkte zum Testen und Arbeiten.

„Die Verbesserung der Fahrzeugleistung war traditionell ein Hauptschwerpunkt (für OEMs)“, sagte Sellers. „Dazu gehört die Verbesserung der Kraftstoffeffizienz, der Haltbarkeit des Reifenprofils mit weniger notwendigen Austauschvorgängen und der Tragfähigkeit angesichts der Leichtbauinitiativen.“

Im Gegenzug erfordert die Umstellung auf Elektrofahrzeuge wie bei ihren Vorgängern ein Gleichgewicht des Leistungsdreiecks zwischen Verschleiß, Grip und Rollwiderstand.

„Wir sehen einen Trend dahingehend, dass OEMs den Wunsch nach größerer Reichweite und geringerem Gewicht unterstützen“, sagte er. „Batteriefächer mit Dichtungen und Dichtungen verändern sich und es gibt alternative Materialien für Kühlmittelleitungen.“

Und im Kreislaufsystem eines Elektrofahrzeugs, durch das keine giftigen Öle und Benzine mehr strömen, sind Kühlmittelleitungen für das Batteriefach ein wichtiger Aspekt für Materialingenieure.

„Wir müssen sicherstellen, dass diese Nachhaltigkeitsoption keine unbeabsichtigten Folgen hat“, warnte Sellers.

Elektrofahrzeuge haben den Schlauchmaterialwechsel hin zu Nylon und EPDM vorangetrieben, wobei Schnellkupplungen und einige Klemmen zum Einsatz kamen.

Und die Schlauchleitungskonfigurationen in Elektrofahrzeugen erfordern längere Strecken, was bedeutet, dass Ingenieure höhere Pumpendurchflussraten in Betracht ziehen müssen, sagte Sellers.

Das Tire Industry Project, das von den 12 großen Reifenherstellern der US Tire Manufacturing Association und anderen Regierungsstellen durchgeführt wird, konzentriert sich auf 6ppd (und seinen relativ unbekannten Ableger 6ppd-Chinon, der Silberlachse im pazifischen Nordwesten tötet), Löwenzahn und Guayule sowie eine Reihe anderer umweltfreundlicherer Produktions- und Materialalternativen in der Zukunft.

„Wie müssen sich Tests anpassen?“ Verkäufer fragten. „Müssen wir uns den Kaltrollwiderstand ansehen? Oder wie wird die Laufflächenbekleidung beeinflusst? Bei Elektrofahrzeugen müssen die Leute die Reifen viel häufiger austauschen, als ursprünglich gedacht.“

Ein aktueller Bericht von JD Power bestätigt dies, laut einem Bericht von Rubber News vom 30. Mai, in dem Besitzer von Elektrofahrzeugen die Hersteller von Erstausrüstern wegen der erbärmlich leistungsschwachen Laufflächenbekleidung anprangern.

„Derzeit gibt es eine große Marktdynamik“, sagte Sellers. „Es werden viele Optionen geprüft. Wir müssen Tests anbieten, die die Nachhaltigkeit so weit wie möglich vorantreiben, ohne unbeabsichtigte Konsequenzen zu haben.“

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