我们通常所说的天然橡胶,是指从巴西橡胶树上采集的天然胶乳,经过固化、干燥等加工程序制成的弹性固体材料。天然橡胶是一种以顺式-1,4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物。其橡胶烃(顺式-1,4-聚异戊二烯)含量达90%以上,还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖和灰分。[1]
发展历史:
远在哥伦布于492年发现美洲之前,中美洲和南美洲的当地居民就开始使用它了。直到1736年,法国首次报道了橡胶的起源、采集乳胶的方法以及南美当地对橡胶的利用,才使欧洲人开始了解天然橡胶,并进一步研究其利用价值。
1839年后,100多年过去了。直到1839年,美国人C .古德伊尔才发现在橡胶中加入了硫磺和碱式碳酸铅。加热或暴晒时,加热制成的橡胶制品不再像以前那样容易软化、发粘,保持了良好的弹性。于是,橡胶硫化被发明了。至此,天然橡胶因其特殊的使用价值而真正被认可,成为一个重要的产业。
1888年,英国人邓洛普(J.B.Dunlop)发明了充气轮胎,推动了汽车轮胎工业的快速发展,从而导致橡胶消费量急剧增加。
1876年,英国人韦翰从巴西马辰河口采集橡胶种子,运回皇家植物园,在锡兰(斯里兰卡)、印尼和新加坡种植,均获成功。这是巴西橡胶树在远东建立的开始。此后,栽培橡胶工业发展非常迅速。1997年,世界天然橡胶产量达到624.7万吨。
新中国成立后,中国农垦科技工作者通过科学实践,打破了国外15年北方种植巴西橡胶树的所谓“禁区”的结论,在北纬18°至24°的广大地区成功种植了巴西橡胶树,并取得了高产。1996年,天然橡胶产量达到42万吨,成为世界第五大天然橡胶生产国。[2]
天然橡胶产品
战略地位:
2007年,国务院办公厅印发了《关于促进我国天然橡胶产业发展的意见》(国办发[2007]10号),进一步明确了“天然橡胶是重要的战略物资和工业原料”的战略定位,肯定了我国天然橡胶产业做出的重大贡献,指出了当前我国天然橡胶产业发展存在的问题和挑战,提出了我国天然橡胶产业未来发展的指导思想、基本原则和发展目标。
《意见》明确提出,到2015年,我国天然橡胶年产能达到80万吨,境外生产加工能力达到60万吨。《意见》为我国天然橡胶产业快速健康发展明确了方向,营造了良好的环境,开拓了广泛的工作空。它是新时期指导我国天然橡胶产业发展的划时代纲领性文件,具有重大的现实意义和深远的历史意义。[2]
特征分布:
橡胶树原产于巴西亚马逊河流域的马拉约西部,现已传播到亚洲、非洲、大洋洲、拉丁美洲的40多个国家和地区。种植面积较大的国家包括印度尼西亚、泰国、马来西亚、中国、印度、越南、尼日利亚、巴西、斯里兰卡、利比里亚等。中国的橡胶种植区主要分布在海南、广东、广西、福建和云南。除此之外,台湾省也可以种植,海南是主要的橡胶种植区。
有奶汁的常青树。根系直,三叶,革质全缘。花单性,雌雄同株,圆锥花序。果实为蒴果,种子为椭圆形。巴西橡胶树具有很大的变异性和适应性。适合年平均气温26 ~ 27℃,没有绝对最低气温低于15℃;年降雨量2500mm以上,分布均匀;年平均相对湿度80%以上;土层深度1m以上,表层20 ~ 30cm含3%以上有机质,土壤pH值5 ~ 6,土质为壤土,地下水位1.5 ~ 2m以上;一般海拔在300m以下,在没有大风的地区种植。
天然橡胶是从植物的汁液中提取的。虽然世界上有2000多种植物可以生产天然橡胶,但巴西橡胶树是广泛种植的主要品种。所得天然橡胶的主要成分是顺式聚异戊二烯,具有弹性高、拉伸强度高、抗撕裂性和耐磨性好、易与其他材料粘合等特点。它广泛用于生产橡胶制品,如轮胎和胶带。巴西的橡胶树喜欢高温高湿、风平浪静、土壤肥沃,主要种植在东南亚等低纬度地区。受自然条件限制,我国只有海南、广东、云南等地在气候条件下可以种植。可利用面积约1500万亩,已种植约1400万亩,年产量约60万吨。[2]
构成:
世界上大约有2000种不同的植物可以生产类似于天然橡胶的聚合物,从其中的500种植物中获得了不同种类的橡胶,但真正实用的是巴西橡胶树。当橡胶树的表面被切开时,树皮中的乳汁被切开,乳汁从树中流出。从橡胶树收集的胶乳被稀释,用酸固化,洗涤,压制,干燥,包装,得到市场上的天然橡胶。天然橡胶根据制胶方法的不同,可制成卷烟、气干胶片、绉片、工业级干胶、浓缩胶乳等。标准橡胶或颗粒橡胶是20世纪60年代发展起来的一种新型天然橡胶。过去,一些传统产品,如香烟片、绉片和风干片,在分级方法和制造方法上限制了天然橡胶的发展。因此,马来西亚于1965年开始实施标准橡胶计划,在对生胶理化性能进行分级的基础上,发展了颗粒橡胶的生产。标准胶是指根据机械杂质、塑料保留率、初塑值、含氮量、挥发分、灰分、颜色指数等理化性能指标分级的橡胶。标准的橡胶包装也比较先进。一般用聚乙烯薄膜包装,有明显的标识。这个包的重量很小,很容易移动。马来西亚的装箱重量是33.3kg,中国的规定是40kg。
标准胶的分级是科学的,所以这种分级方法很快被主要天然橡胶生产国和国际标准化组织所接受,并相继制定了标准胶的分级标准。这些标准大致相同,但并不完全一致。比如ISO2000规定有五个等级,我们国家标准GB 8081-87规定有四个等级。[1]
物理属性:
一般为片状固体,相对密度0.94,折射率1.522,弹性模量2 ~ 4 MPa。它在130 ~ 140℃软化,在150 ~ 160℃变软,在200℃开始降解。常温下弹性高,稍有塑性,低温下结晶硬化。耐碱性好,但耐酸性不强。不溶于水、低级酮和醇,但能在氯仿、四氯化碳等非极性溶剂中溶胀。[1]
自然属性:
我们通常所说的天然橡胶,是指从巴西橡胶树上采集的天然胶乳,经过固化、干燥等加工程序制成的弹性固体材料。天然橡胶是以顺式-1,4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物,分子式为(C5H8) N,其橡胶烃(顺式-1,4-聚异戊二烯)含量在90%以上,还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖和灰分。
天然橡胶的物理特性。天然橡胶在室温下弹性很高,略有塑性,机械强度非常好,磁滞损耗小,反复变形时发热量低,所以柔韧性也很好,而且因为是非极性橡胶,所以电绝缘性能好。
天然橡胶的化学特性。由于不饱和双键的存在,天然橡胶是一种化学反应能力很强的物质。光、热、臭氧、辐射、弯曲变形、铜、锰等金属都能促进橡胶的老化。耐老化是天然橡胶的致命弱点。但有的时候,添加了抗氧化剂的天然橡胶,在太阳下暴晒两个月后依然没有太大的变化,在仓库存放三年后依然可以照常使用。
天然橡胶的耐介质性。天然橡胶耐碱性好,但不耐强酸。由于天然橡胶属于非极性橡胶,只能耐受部分极性溶剂,但在非极性溶剂中会发生溶胀,所以耐油性和耐溶剂性较差。一般来说,烃类、卤代烃类、二硫化碳、醚类、高级酮类和高级脂肪酸类能溶解天然橡胶,但其溶解度受塑化程度影响,而低级酮类、低级酯类和醇类则是天然橡胶的非溶剂。[1]
天然橡胶的微观结构:
天然橡胶的结构主要是大分子链结构、分子量、其分布和聚集结构。天然橡胶的大分子链结构单元是异戊二烯,大分子链主要由聚异戊二烯组成,占橡胶的97%以上。它的分子链上有醛基,每个大分子链上平均有一个。正是醛基与蛋白质分解产物缩合或反应形成支化和交联,使橡胶在储存过程中粘度增加,使天然橡胶大分子化。
天然橡胶的大分子端一般为二甲基烯丙基,另一端为焦磷酸基,分子链的端基、醛基和聚合元素较少。就天然橡胶的分子量及其分布而言,其分子量范围很宽。据国外报道,绝大多数分子量在3万左右,天然生胶、混炼胶、硫化胶的强度都比较高。一般天然橡胶的强度可以达到3 MPa。
天然橡胶机械强度高的主要原因是它是一种自增强橡胶系列。拉伸时,大分子链会沿应力方向取向形成晶体,晶粒分裂成无定形的大分子,起到增强作用。同样的高强度无膨胀是由于其内部结构中微小颗粒的紧密聚集造成的。[1]
品种分类;
天然橡胶按形态可分为固体天然橡胶(胶片和颗粒橡胶)和浓缩胶乳两大类。在日常使用中,固体天然橡胶占了绝大多数的比例。
薄膜可分为香烟胶、风干膜、白皱膜、棕皱膜等。根据不同的制造工艺和形状。烟草薄片橡胶是天然橡胶中最具代表性的品种,一直是用量大、应用广的一种橡胶。烟草薄片橡胶一般按外观分类,分为特级、一级、二级、三级、四级、五级等六个等级。,而达不到五级的则被归为不合格橡胶。
胶水(即标准胶)按照国际统一的理化性能和指标进行分级。这些理化性质包括杂质含量、初塑值、塑留率、含氮量、挥发分含量、灰分含量、色指数等七项。其中杂质含量是领先指标,按杂质多少分为5级,如5L、5、10、20、50。
中国期货交易市场上海期货交易所的天然橡胶合约交割等级为国产一级标准胶SCR5和进口烟片胶RSS3。其中,国产一级标准胶SCR5通常也被称为5号标准胶,执行国家技术监督局发布实施的《天然橡胶》GB/T 8081 ~ 1999的各项质量指标。RSS3进口卷烟胶执行国际橡胶质量和包装会议确定的《天然橡胶级质量和包装国际标准》(绿皮书)(1979年版)。[1]
主要用途:
由于天然橡胶具有上述一系列的物理化学性能,特别是其优异的回弹性、绝缘性、耐水性和可塑性,经过适当的处理后,还具有耐油、耐酸、耐碱、耐热、耐寒、耐压、耐磨等宝贵的性能,因此应用范围十分广泛。比如日常生活中使用的雨靴、暖水袋、松紧带;医疗行业使用的外科手套、输血导管和避孕套;运输用的各种轮胎;工业传送带、输送带、耐酸碱手套;农业用灌溉和排水软管和氨袋;用于气象目的的探空空气球;科学实验用密封防震设备;国防用飞机、坦克、大炮、防毒面具;即使是火箭、人造地球卫星、宇宙飞船等尖端科技产品,也离不开天然橡胶。[1]
橡胶制品/产品/货物
性能:
现代科学研究结果证明,普通的天然橡胶是由异戊二烯聚合而成的。
(1)天然橡胶的化学性质天然橡胶是不饱和橡胶,易与硫化剂发生硫化反应(结构化反应),溴与氧气、臭氧发生氧化裂解反应,与卤素发生氯化和化学反应,在催化剂和酸的作用下发生化学反应等。
但由于天然橡胶是高分子化合物,具有烯属有机化合物的反应特点,如反应缓慢、反应不完全、不均匀、多种化学反应并存(如氧化裂解反应、结构反应等)。
在天然橡胶的各种化学反应中,最重要的是氧化裂解反应和结构反应。前者是塑炼生胶的理论基础,也是叶酸胶老化的原因。后者是生胶硫化的理论基础。天然橡胶的氯化、环化和氢化可用于天然橡胶的改性。
(2)天然橡胶具有优异的综合物理机械性能。天然橡胶在室温下具有良好的弹性。这是因为天然橡胶的分子链在常温下是无定形的,具有良好的柔韧性。其密度为0.913g/cm,弹性模量为2-4MPa,约为钢的3万倍,延伸率为钢的300倍,高达1000%。在0-100度范围内,天然橡胶的回弹性可达50%-85%以上。
(3)热老化天然橡胶在室温下是高弹性体,其玻璃化转变温度为-72度。加热后慢慢软化,130-140度开始流动,200度左右开始分解,270度剧烈分解。
(4)耐介质介质指油类、液体化学品等。天然橡胶耐环己烷、汽油、苯等介质,不溶于极性丙酮和乙醇,不溶于水,耐10%氢氟酸、20%盐酸、30%硫酸、50%氢氧化钠等。高锰酸钾、碳酸氢钾等。耐强酸和氧化。
(5)良好的加工性能天然橡胶易于塑炼、混炼、压延、挤出、成型等。由于其相对分子量高,当量分子量分布宽,且分子链易断裂,生胶中含有一定量的凝胶分子。[1]
相关信息:
运输和储存:
装载橡胶的船舶和舱室应清洁干燥,管道和污水沟畅通,舱口盖严密。
装载时,橡胶应与舱内金属部件用垫料隔开,垫料应清洁、干燥、完整、无破损。
生产国:
制片人:中国、越南、马来西亚、泰国、印度尼西亚
发展状况:
2012年上半年以来,国内橡胶行业主要经济指标持续小幅增长,主要橡胶产品产量增长呈现持续向好态势。与上月相比,工业产品出口交货值增速略有回落,行业效益继续保持良好态势。
数据显示,2012年以来,中国橡胶制品行业工业产值同比增长6.47%,轮胎综合产量同比增长2.59%,其中子午线轮胎产量同比增长3.13%,全钢子午线轮胎产量同比增长6.55%,子午线轮胎率达到87.23%,同比提高0.46个百分点。
同时,全行业销售收入同比增长6.26%,库存同比增长7.06%,环比下降0.12%。出口轮胎成品交货值同比增长11.29%,出口率(值)为34.23%,比上年提高1.48个百分点。出口轮胎交货量同比增长5.87%,出口率(量)为42.83%,比上年提高1.32个百分点。
可能上升:
天胶价格不会降低,但是涨价的可能性非常大。虽然受到技术颈线的压制,但后市的力量还是比较强的。相关人士表示,推测沪胶上行的可能性还是比较大的。
企业轮胎出口具有成本优势。
当橡胶上游价格陷入两难时,下游轮胎的盈利却在增加。相关优惠政策取消后,受整体经济放缓影响,乘用车销量疲软,轮胎生产企业开工率下降。橡胶是轮胎的主要原料,全钢轮胎使用橡胶的比例约为40%-50%。需求疲软导致轮胎价格下跌,也冲击上游原材料价格。据测算,橡胶价格下降40%时,国内卡车和客车轮胎销售成本下降27%左右。当轮胎价格下降幅度低于成本下降幅度时,轮胎企业在下游需求低迷的情况下仍然提高盈利能力。而且轮胎企业也迎来美国特保案到期的利好因素,使得未来轮胎企业开工率有一定程度的提升,轮胎企业具备出口的成本优势,提振橡胶需求。
重卡销量有望企稳。
10月份,重卡销量为4.4万辆,环比上涨1.9%。销量连续两个月保持在4万台以上,销量企稳回升。由于重型卡车对橡胶的消耗远远超过其他类型的汽车,重型卡车的产销数据一直是我们关注的焦点。如果重卡产销回升,将极大利好橡胶市场。
1-10月汽车厂商减少库存4万辆,其中10月数据显示重卡产销差2546辆,反映厂商仍保持谨慎态度。但从7月份开始,重卡产销月差绝对值明显下降,表明厂家库存压力减轻,终端需求有好转迹象。“金九银十”传统消费旺季过后,重卡呈现稳中有升的态势,销量基本触底。未来向下空相当有限。由于技术水平和工作环境的限制,国产重卡的更新周期基本为3-5年。重卡消费在经历了2009年、2010年的井喷后,已逐渐进入更新高峰期,后市消费值得期待。
工业推动经济复苏。
从最新的用电量增长数据可以看出,用电量增长将持续,预示着四季度经济有望温和复苏。虽然9月份工业生产和需求同时回升,但用电量持续下降主要受去库存因素影响。10月份煤炭、钢铁和水泥价格反弹,表明去库存化进程减弱,工业生产扩张。同时,基础设施投资增加,导致重工业用电量大幅增加。10月份以来,日耗煤量略有增加,表明用电量的增加将持续。因此,我们预计工业活动将进一步推动经济复苏,GDP有望在第四季度温和反弹。
从以上情况可以看出,天胶价格走势有上涨的可能。目前国内产区橡胶收储和停产期临近,对市场起到较强支撑作用。沪胶主力连创新高两周。此外,轮胎企业出口具有成本优势,重卡销售有望企稳,行业带动经济复苏。所以天胶上行的可能性很大。
天然橡胶塑化的机械工艺要求:
天然橡胶是生胶的主要种类。开炼机和密炼机都能达到良好的塑化效果。开炼机塑炼时,通常采用低温(40-50℃)薄道次(辊距0.5-1毫米)塑炼法和分段塑炼法,效果最好。用密炼机塑化时,温度应低于155℃,时间应在13分钟左右(视可塑性要求而定)。随着塑化时间的增加,塑化橡胶的可塑性增加。但不要过量,否则塑性会变得过高,物理力学性能下降。
天然橡胶塑化时,常加入促进剂M作为增塑剂,以提高塑化效果。促进剂M适用于开炼机塑化和密炼机塑化。天然橡胶塑炼后,需要停放一定时间(4-8小时),以使橡胶分子链松弛(俗称疲劳恢复),具有均匀的塑性,才能用于下一道工序。
目前,我国使用的天然橡胶主要品种有:国产烟用胶和标准胶、进口烟用胶和马来西亚标准胶等。由于上述粘合剂的初始门尼粘度不同,获得相同塑性所需的塑化时间当然也不同。塑化时间顺序为:进口烟用胶>国产烟用胶>国产标准胶>马来西亚标准胶。恒粘低粘标准马来西亚橡胶、充油天然橡胶、轮胎橡胶、易处理橡胶的初始门尼粘度低(一般小于65),无需塑炼即可直接混炼。[2]
橡胶保险:
2018年11月,由于胶价持续低迷,胶农割胶积极性受到打击。为此,海南省财政厅等部门联合下发通知,在海南省推行天然橡胶价格(收益)保险。一旦橡胶价格低于一定标准,就会触发保险理赔机制,确保胶农收入有保障。[3]
