Kinas nya gummifabrik med sällsynta jordartsmetaller kan förändra däcktillverkningen

Materialet kallas Nd-BR och använder neodym – en sällsynt jordartsmetall – som katalysator. Tekniken har utvecklats av Institutet för tillämpad kemi i Changchun under mer än sex decennier och är tänkt för bland annat elbilsdäck samt däck till lastbilar och andra tunga fordon.

Varför använda sällsynta jordartsmetaller i gummi?

Skillnaden ligger i katalysatorn. Traditionellt syntetiskt polybutadiengummi tillverkas ofta med nickelbaserade katalysatorer. När nickel ersätts med neodym förändras polymerens molekylstruktur: materialet får en högre andel cis-1,4-bindningar och mer linjära och enhetliga polymerkedjor. Det kan i sin tur förbättra gummits mekaniska och termiska egenskaper.

Vad kan det innebära för däcken?

Jämfört med konventionellt nickelbaserat polybutadiengummi uppges Nd-BR ha flera egenskaper som är särskilt intressanta för däcktillverkare:

• Högre slitstyrka: Däcken kan hålla längre vid tung belastning och lång körsträcka.
• Lägre rullmotstånd: Mindre energi går förlorad när däcket rullar. Det kan bidra till lägre bränsleförbrukning i förbränningsmotorer och längre räckvidd i elbilar.
• Högre styrka samt bättre utmattnings- och rivhållfasthet: Egenskaper som är viktiga för lastbilar, bussar, entreprenadfordon och terränggående fordon.
• Bättre prestanda i kyla: Gummit behåller sin flexibilitet vid låga temperaturer, vilket kan minska risken för sprickbildning.
• Mindre värmeutveckling: Vid långvarig körning i hög hastighet kan det minska materialets nedbrytning och risken för däckhaveri.

Det gör materialet särskilt relevant i två segment där kraven är höga: elbilar, där varje minskning av rullmotståndet kan påverka räckvidden, och tunga fordon, där slitstyrka, värmehantering och driftsäkerhet står i centrum.

Över 60 år från forskning till fabrik

Kinas forskning om sällsynta jordartsbaserade katalysatorer för polymerisering av butadien går tillbaka till 1960-talet. Changchun-institutet var då först i världen med att offentligt beskriva tekniken, enligt kinesiska forsknings- och industrikällor.

Den nya anläggningen bygger på en andra generation av denna teknik. Bland de egenskaper som lyfts fram finns:

• noggrann kontroll av katalysatorns struktur,
• en helt automatiserad produktionsprocess som beskrivs som en ”enknappsprocess”,
• teknik och utrustning som uppges vara 100 procent kinesiskt utvecklade och tillverkade,
• möjlighet att producera Nd-BR i flera olika kvaliteter och Mooney-viskositeter för olika marknadsbehov.

Utvecklarna uppger också att de har löst flera tidigare tekniska problem, bland annat framställning av homogena katalysatorer med en enda aktiv plats, katalysatorernas tolerans för olika råvaror samt integrering av långkedjeförgrening och funktionalisering.

En strategisk fråga för leveranskedjan

Dushanzi-anläggningen beskrivs som Kinas första storskaliga fabrik för sällsynt jordartsbaserat gummi där både teknik och utrustning utvecklats helt inom landet. Det minskar beroendet av utländska licenser, katalysatorkomponenter och processlösningar.

Betydelsen handlar därför om mer än de 100 000 tonnen. Kina har en dominerande position inom brytning och bearbetning av sällsynta jordartsmetaller. Genom att använda dessa råvaror i en mer avancerad produkt – däckgummi – kan landet stärka kontrollen över hela värdekedjan, från råvara till högförädlat material.

Projektet följer dessutom tidigare kinesiska milstolpar. År 2012 byggdes en anläggning för sällsynt jordartsbaserat isopren-gummi med en kapacitet på 30 000 ton per år. År 2014 utvecklades en ny katalysator som enligt uppgifterna sänkte katalysatorkostnaden med mer än 90 procent och minskade polymeriseringstiden från sju timmar till 2,5 timmar.

Det som fortfarande är oklart

Anläggningens kapacitet och de rapporterade materialegenskaperna är relativt väl dokumenterade, men en viktig detalj saknas: hur mycket sällsynta jordartsmetaller fabriken faktiskt förbrukar. Det finns ännu inga offentliga uppgifter om mängden katalysator som används eller hur stor andel som återvinns. Därför går det inte att bedöma exakt hur mycket anläggningen kommer att påverka den globala efterfrågan på neodym och andra sällsynta jordartsmetaller.

Slutsats

Den nya fabriken i Dushanzi gör Kinas långvariga forskningsförsprång inom sällsynta jordartskatalysatorer till industriell verklighet. Om materialets rapporterade egenskaper håller i praktisk däckproduktion kan Nd-BR bidra till mer energieffektiva, slitstarka och köldtåliga däck – samtidigt som Kina stärker sin position i den globala värdekedjan för både sällsynta jordartsmetaller och avancerade gummimaterial.