چرا بعضی تایرهای خارجی چسبندگی بیشتری از تایرهای ایرانی دارند؟

بسیاری از رانندگانی که تجربه استفاده همزمان از تایرهای ایرانی و محصولات معتبر خارجی را داشته‌اند، از تفاوت در ترمزگیری، کنترل خودرو روی آسفالت خیس و پایداری در پیچ صحبت می‌کنند؛ تفاوتی که معمولاً با عبارت ساده «لاستیک خارجی نرم‌تر و چسبنده‌تر است» توضیح داده می‌شود که در اینجا پرسش‌های مختلفی مطرح می‌شود که عوامل تاثیرگذار بر این احساس چیست؟

به گزارش پایگاه خبری اسب بخار، پشت این احساس مجموعه‌ای پیچیده از دانش مواد، طراحی آج و فرآیند تولید قرار دارد. یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های فنی می‌تواند استفاده گسترده‌تر از نوع پیشرفته‌ای از لاستیک مصنوعی به نام S-SBR در کامپاند آج باشد؛ ماده‌ای که در ترکیب مناسب با سیلیکا می‌تواند دستیابی همزمان به چسبندگی بهتر روی سطح خیس و مقاومت غلتشی پایین‌تر را آسان‌تر کند. با این حال، S-SBR به‌تنهایی تایر خوب نمی‌سازد و فرمول کامل کامپاند، نوع سیلیکا، مواد اتصال‌دهنده، طراحی آج و کنترل فرآیند تولید همگی در نتیجه نهایی نقش دارند.

پیش از هر چیز باید یک سوءتفاهم را کنار گذاشت؛ نمی‌توان تمام تایرهای خارجی را در یک گروه و همه تایرهای ایرانی را در گروه دیگری قرار داد. یک تایر اقتصادی چینی الزاماً عملکرد بهتری از یک تایر ایرانی مناسب ندارد و حتی میان محصولات یک شرکت بزرگ بین‌المللی نیز تایرهای اقتصادی، راحتی‌محور، کم‌مصرف و اسپرت رفتار یکسانی ندارند. اما اگر مقایسه میان تایرهای مدرن و سطح بالای برندهای معتبر جهانی با محصولات متداول داخلی باشد، معمولاً تفاوت فناوری کامپاند آج یکی از عوامل تعیین‌کننده است.

چسبندگی تایر قبل از هر چیز از کامپاند آغاز می‌شود

قسمتی از تایر که مستقیماً با آسفالت تماس دارد «ترد» یا همان آج است و جنس لاستیک این بخش نقشی اساسی در میزان اصطکاک ایجادشده با سطح جاده دارد. یک تایر باید همزمان چند کار متضاد انجام دهد؛ باید به آسفالت بچسبد، دیر ساییده شود، هنگام حرکت انرژی زیادی تلف نکند، در گرما و سرما خواص خود را حفظ کند و در سطح خیس نیز بتواند خودرو را متوقف کند.

کارشناسان بر این باورند که چسبندگی روی سطح خیس فقط به شیارهای آج وابسته نیست و کامپاند لاستیکی، عمق آج و طراحی مسیرهای تخلیه آب همزمان بر عملکرد اثر دارند. همین نهاد برای تایرها رتبه‌بندی جداگانه‌ای بر اساس عملکرد ترمزگیری روی سطح خیس دارد و اختلاف میان کلاس‌ها می‌تواند به چند متر تفاوت در مسافت توقف منجر شود.

بنابراین تفاوت تایر خوب و متوسط فقط در شکل شیارهایی که با چشم می‌بینیم نیست؛ بخش مهم ماجرا در ترکیبی قرار دارد که دیده نمی‌شود.

S-SBR چیست و چرا در تایر مهم شده است؟

SBR یا استایرن بوتادین رابر یکی از مهم‌ترین لاستیک‌های مصنوعی صنعت تایر است، اما این ماده را می‌توان با روش‌های متفاوتی تولید کرد. یکی از انواع قدیمی‌تر آن E-SBR است که به روش امولسیونی تولید می‌شود، در حالی که S-SBR به روش محلولی ساخته می‌شود. مزیت مهم روش محلولی این است که تولیدکننده می‌تواند ساختار مولکولی پلیمر را دقیق‌تر کنترل کند و ویژگی‌های آن را برای کاربرد مورد نظر تغییر دهد.

در نتیجه می‌توان نسبت استایرن، ساختار بوتادین، وزن مولکولی و حتی گروه‌های عاملی پلیمر را طوری تنظیم کرد که رفتار آن در کامپاند تایر بهینه‌تر شود. مطالعات علمی روی S-SBR نشان می‌دهند کنترل ساختار این پلیمر، به‌خصوص در ترکیب با سیلیکا، می‌تواند بر چسبندگی خیس، مقاومت سایشی و مقاومت غلتشی تأثیر مستقیم داشته باشد.

تولیدکنندگان بین‌المللی S-SBR نیز این ماده را مشخصاً برای تایرهای با عملکرد بالا عرضه می‌کنند و یکی از ویژگی‌های اصلی آن را ایجاد تعادل مناسب میان چسبندگی روی سطح خیس، دوام و کاهش مقاومت غلتشی عنوان می‌کنند.

چرا S-SBR با سیلیکا نتیجه بهتری می‌دهد؟

در تایرهای قدیمی‌تر، دوده یا Carbon Black مهم‌ترین ماده تقویت‌کننده کامپاند آج بود و هنوز هم نقش بسیار مهمی در صنعت تایر دارد. با این حال، استفاده گسترده از سیلیکا یکی از تغییرات مهم در تایرهای نسل جدید بوده است.

ترکیب درست سیلیکا با پلیمرهایی مانند S-SBR اجازه می‌دهد تایر در فرکانس‌ها و دماهای مرتبط با تماس با سطح جاده، اتلاف انرژی مناسبی داشته باشد و در نتیجه روی آسفالت خیس بهتر به سطح بچسبد، در حالی که هنگام چرخش عادی تایر، اتلاف انرژی کمتری ایجاد شود.

این همان مسئله معروف صنعت تایر است که گاهی «مثلث جادویی» نامیده می‌شود؛ ایجاد تعادل میان چسبندگی، مقاومت سایشی و مقاومت غلتشی، زیرا بهبود یکی از این خصوصیات می‌تواند دیگری را ضعیف کند. تحقیقات علمی نیز همین تضاد را یکی از چالش‌های اصلی طراحی کامپاند تایر معرفی می‌کنند.

سیلیکا هم به‌تنهایی معجزه نمی‌کند. پراکندگی نامناسب آن در لاستیک می‌تواند خواص نهایی را ضعیف کند و به همین دلیل از مواد اتصال‌دهنده‌ای مانند سیلان برای ایجاد ارتباط بهتر میان سطح سیلیکا و زنجیره‌های پلیمری استفاده می‌شود. مطالعات منتشرشده در ایران نیز به اهمیت پراکندگی سیلیکا و استفاده از عوامل سیلانی در کامپاند تایر اشاره کرده‌اند.

پس آیا استفاده از E-SBR علت چسبندگی کمتر بعضی تایرهای داخلی است؟

این موضوع می‌تواند یکی از دلایل باشد، اما نباید آن را به تنها دلیل تبدیل کرد. E-SBR همچنان ماده‌ای بسیار پرکاربرد در صنعت تایر است و حتی شرکت‌های بزرگ جهانی نیز بسته به نوع تایر از آن استفاده می‌کنند. مسئله این است که S-SBR آزادی عمل بیشتری برای مهندسی دقیق خواص کامپاند فراهم می‌کند و به همین دلیل در تایرهای مدرن کم‌مصرف و پرفورمنس اهمیت بیشتری پیدا کرده است.

در صنعت ایران نیز مطالعات تخصصی روی تفاوت E-SBR و S-SBR و تأثیر آنها بر چسبندگی خیس، سایش و مقاومت غلتشی انجام شده است. پژوهش‌های داخلی نشان داده‌اند نوع SBR، نسبت اختلاط آن با لاستیک بوتادین و نوع پرکننده همگی می‌توانند رفتار آج را تغییر دهند.

بنابراین اگر یک کارخانه برای کاهش هزینه یا به دلیل محدودیت دسترسی به مواد پیشرفته‌تر، از فرمولاسیون ساده‌تری استفاده کند، طبیعی است که رسیدن به همان سطح عملکرد یک کامپاند پیشرفته خارجی دشوارتر شود.

طراحی آج نیز بخش بزرگی از چسبندگی است

حتی بهترین کامپاند جهان اگر با طراحی آج نامناسب ترکیب شود، تایر خوبی ایجاد نمی‌کند. روی سطح خشک، شکل و سختی بلوک‌های آج روی میزان سطح تماس و پایداری تایر در پیچ اثر دارد، در حالی که روی سطح خیس، شیارها باید آب را به سرعت از زیر تایر خارج کنند تا تماس لاستیک و آسفالت حفظ شود.

به همین دلیل تایرهای پرفورمنس معمولاً طراحی آج متفاوتی از تایرهای اقتصادی دارند. در تایرهای مدرن، طراحی این شیارها با شبیه‌سازی‌های کامپیوتری، آزمایش روی سطوح مختلف و هزاران کیلومتر تست انجام می‌شود.

شرکت‌های بزرگ جهانی در این مرحله نیز مزیت مهمی دارند، زیرا بودجه تحقیق و توسعه، تجهیزات آزمایشگاهی و امکانات تست میدانی آنها بسیار گسترده‌تر است.

نرمی بیشتر همیشه به معنی تایر بهتر نیست

رانندگان معمولاً تایری را که نرم‌تر است چسبنده‌تر می‌دانند و تا حدی نیز این برداشت درست است، زیرا یک کامپاند نرم‌تر می‌تواند بهتر با زبری‌های سطح آسفالت درگیر شود.

اما نرم کردن بیش از حد تایر راه‌حل مهندسی مناسبی نیست، زیرا سایش را افزایش می‌دهد، فرمان‌پذیری را ضعیف می‌کند و ممکن است مقاومت غلتشی را نیز بالا ببرد. هنر تایرسازی دقیقاً در این است که بدون قربانی کردن عمر تایر یا مصرف سوخت، چسبندگی مناسب ایجاد شود. S-SBR و سیستم سیلیکا یکی از فناوری‌هایی هستند که به مهندسان اجازه می‌دهند این تضاد را بهتر مدیریت کنند، نه اینکه صرفاً تایر را نرم‌تر بسازند.

صنعت تایر ایران هم در حال حرکت به سمت مواد جدید است

این فاصله فناوری لزوماً ثابت نیست. در سال ۱۴۰۵ خبر استفاده از نانوسیلیکای تولید داخل در صنعت تایر ایران منتشر شد؛ ماده‌ای که پیش از این بخشی از نیاز آن از کشورهایی مانند آلمان و ژاپن تأمین می‌شد. هدف استفاده از این مواد، بهبود مجموعه‌ای از خواص از جمله مقاومت سایشی و کاهش مقاومت غلتشی عنوان شده است.

این اتفاق اهمیت زیادی دارد، زیرا بخشی از ارتقای نسل بعدی تایرهای داخلی به دسترسی پایدار به همین مواد اولیه پیشرفته وابسته است. با این حال، داشتن سیلیکا یا حتی S-SBR به‌تنهایی کافی نیست. فرمولاسیون دقیق، تجهیزات اختلاط، کنترل دما، زمان اختلاط، نحوه پراکندگی مواد و فرآیند پخت همگی باید با ماده جدید هماهنگ شوند. یک ماده پیشرفته اگر در کامپاند نامناسب یا با فرآیند تولید ضعیف استفاده شود، الزاماً نتیجه مطلوبی ایجاد نخواهد کرد.

چرا همه تایرهای خارجی هم چسبندگی خوبی ندارند؟

این نکته در بازار ایران بسیار مهم است، زیرا «خارجی» نباید به معنای «پرفورمنس» تلقی شود. تایرهای ارزان‌قیمت وارداتی ممکن است دقیقاً با هدف کاهش هزینه طراحی شده باشند و از نظر چسبندگی، مقاومت سایشی یا کیفیت ساخت حتی مزیت مشخصی نسبت به محصولات مناسب داخلی نداشته باشند.

بنابراین کشور سازنده به تنهایی معیار انتخاب نیست و در بازارهایی که برچسب عملکرد تایر وجود دارد، شاخص‌هایی مانند رتبه ترمزگیری روی سطح خیس اطلاعات بسیار مفیدتری از نام کشور تولیدکننده ارائه می‌کنند. نظام برچسب‌گذاری اتحادیه اروپا نیز دقیقاً به همین دلیل عملکرد خیس، مقاومت غلتشی و صدای تایر را به صورت جداگانه اعلام می‌کند.

S-SBR مهم است، اما تمام داستان نیست

اگر سؤال این باشد که آیا استفاده از S-SBR می‌تواند باعث چسبندگی بهتر تایر شود، پاسخ مثبت است؛ مخصوصاً وقتی این پلیمر با سیلیکای مناسب، مواد اتصال‌دهنده صحیح و یک فرمول مهندسی‌شده استفاده شود. اما نسبت دادن تمام اختلاف میان تایر داخلی و خارجی به S-SBR ساده‌سازی بیش از اندازه مسئله است.

چسبندگی نهایی حاصل مجموعه‌ای از نوع پلیمر، مقدار و نوع سیلیکا، رزین‌ها و نرم‌کننده‌ها، دوده، طراحی آج، ساختار بدنه تایر، فرآیند اختلاط و پخت و کنترل کیفیت است. به همین دلیل ممکن است دو کارخانه هر دو اعلام کنند از S-SBR استفاده کرده‌اند، اما تایرهایشان عملکرد کاملاً متفاوتی داشته باشد.

فاصله اصلی تایرهای سطح بالای جهانی با محصولات معمولی را باید در همین «دانش فرمولاسیون» جست‌وجو کرد؛ دانشی که اجازه می‌دهد تایر روی جاده خیس بهتر ترمز کند، در پیچ چسبندگی بیشتری داشته باشد و همزمان عمر قابل قبول و مقاومت غلتشی پایینی نیز ارائه دهد.

در نتیجه S-SBR یکی از قطعات مهم پازل است، نه تمام پازل؛ اما اگر صنعت تایر ایران بخواهد فاصله خود را با تایرهای مدرن پرفورمنس کاهش دهد، توسعه دسترسی به S-SBRهای مناسب و کامپاندهای پیشرفته سیلیکا بدون تردید یکی از مسیرهای مهم این تحول خواهد بود.