近日，山东阳谷华泰化工有限公司与国家橡胶助剂工程技术研究中心联合完成“连续合成不溶性硫黄绿色产业化关键技术创造和万吨级生产线开发”通过了山东省科技部组织的最终验收。结果开发了高性能不溶性硫黄绿色关键技术，整体技术达到国际先进水平，产品主要技术指标达到国际领先水平，技术成果应用于1万吨工业化设备，解决生产过程资源消耗限制橡胶添加剂行业瓶颈问题具有重要意义。

高性能不溶性硫技术轮胎的发展是橡胶工业的核心产品和国家重要战略材料，年产值近万亿元。硫作为橡胶交联剂，在轮胎的最终性能中起着至关重要的作用。不溶性硫作为轮胎制造的关键原料，其质量和性能直接影响轮胎的耐久性和安全性，对驾驶安全至关重要。数据显示，约70%与轮胎相关的交通事故与轮胎爆胎有关。

长期以来，中国的不溶性硫技术一直被国外垄断。高性能不溶性硫是我国唯一依赖进口的橡胶助剂品种，主要用于高端轮胎制造和中端轮胎制造的关键部件，年进口量约为5万吨。与国外先进产品相比，国内不溶性硫的主要问题是热稳定性低，在高温下相对容易转换成普通硫黄，导致橡胶喷霜风险；中国一般采用间歇生产技术，硫原子利用率仅为40%-60%，资源消耗和环境影响较大。

为解决上述问题，山东阳谷华泰化工有限公司与北京化工大学、国家橡胶添加剂工程技术研究中心开展校企合作，开展长期研究，成功开发了高性能不溶性硫绿色关键技术，打破了国外技术的长期垄断，建设了1万吨生产线。产品已批量应用于美国、德国大陆、韩国、泰国等轮胎企业，成功实现了进口产品的替代。针对高性能不溶性硫关键添加剂材料的关键问题，项目团队获得了15项授权专利，其中9项发明专利，取得了一系列创新技术成果、热稳定性、分散性、硫原子利用率三个主要技术指标达到国际领先水平，形成了独立的知识产权体系。

研究团队创建了淬火、成熟、提取的一体化技术和连续过程，解决了国内产品热稳定性低的问题。北京化工大学教授曹大鹏表示，该结果采用分子动力学模拟方法研究了聚合过程，揭示了淬火阶段温度对聚合硫链长度的影响规律，开发了淬火、成熟、提取技术，准确调整了工艺温度和可溶性硫含量，使不溶性硫产品具有较高的聚合和结晶，产品120℃与间歇法生产的产品相比，热稳定性提高了20%以上。还发明了雾化淬冷技术和自隔离熟化技术，显著提高了分散性。

山东阳谷华泰化工负责人表示，公司通过粘弹性粒子与熟化态粒子的比例控制和粒子间距控制，实现了粘弹性不溶性硫黄粒子的自体隔离，使不溶性硫黄产品呈微米级球形粒子，粒径分布窄。与国外产品相比，颗粒形态更加均匀规则，焦烧安全、热、动态性能优于国外同行。此外，它们使用挥发性甲烷作为密封剂，降低了硫黄中有机杂质的回收含量。杜孟成表示，通过监测硫黄中有机杂质的回收含量和裂解率，实时调节裂解温度，使硫黄中有机杂质的回收含量低于0.03%，实现硫黄高效低能耗的回收利用。与国内现有工艺相比，该技术硫原子利用率从40%提高到99%以上，单位产品硫黄用量降低50%左右，能耗降低30%左右，实现绿色关键技术产业化。

目前，山东阳谷华泰化工有限公司已建成集安全、绿色、智能为一体的1万吨级不溶性硫黄生产装置，实现了高性能不溶性硫黄绿色关键技术的产业化。技术产业化后，单位产品原料硫黄用量减少50%，生产规模为10万吨/年，每年可节约8万吨硫黄。杜孟成表示，公司已成长为中国最大的不溶性硫黄生产企业，产能居世界第二。2021年，公司不溶性硫黄产量达到4.2万吨，国内市场份额上升至30.8%。未来五年，公司产能将达到10万吨/年。