天然橡膠
天然橡膠(NR)是一種以順-1,4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物,其成分中91%~94%是橡膠烴(順-1,4-聚異戊二烯),其余為蛋白質(zhì)、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠物質(zhì)。天然橡膠是應(yīng)用最廣的通用橡膠。
發(fā)展歷史 編輯本段
1492年遠(yuǎn)在哥侖布發(fā)現(xiàn)美洲大陸以前,中美洲和南美洲的當(dāng)?shù)鼐用褚验_始利用。
1736年直到1736年,法國才在世界上首次報道有關(guān)橡膠的產(chǎn)地、采集膠乳的方法和橡膠在南美洲當(dāng)?shù)氐睦们闆r,使歐洲人開始認(rèn)識天然橡膠,并進一步研究其利用價值。
1839年此后又經(jīng)過了100多年,直到1839年美國人固特異(C.Goodyear)發(fā)現(xiàn)了在橡膠中加入硫黃和堿式碳酸鉛,經(jīng)加熱后制出的橡膠制品遇熱或在陽光下曝曬時,才不再像以往那樣易于變軟和發(fā)粘,而且能保持良好的彈性,從而發(fā)明了橡膠硫化,至此天然橡膠才真正被確認(rèn)其特殊的使用價值,成為一種其重要的工業(yè)原料。
1888年英國人鄧錄普(J.B.Dunlop)發(fā)明了充氣輪胎,促使汽車輪胎工業(yè)飛躍地發(fā)展,因而導(dǎo)致耗膠量急劇上升。
1876年英國人威克姆(H.Wickham)從巴西馬遜河口采集橡膠種子,運回英國皇家植物園播種,并在錫蘭(斯里蘭卡)、印度尼西亞、新加坡試種,均取得成功。此即為巴西橡膠樹在遠(yuǎn)東落戶的開端。從此,栽培橡膠業(yè)發(fā)展非常迅速。1997年世界天然橡膠產(chǎn)量已高達(dá)624.7萬噸。
新中國成立后中國農(nóng)墾科技工作者通過科學(xué)實踐,打破了國外近百年來所謂15°以北是巴西橡膠樹種植“禁區(qū)”的定論,成功地在北緯18°以北至北緯24°的廣大地區(qū)種植巴西橡膠樹,并獲得較高的產(chǎn)量。1996年天然膠產(chǎn)量已達(dá)到42萬噸,成為世界第五大天然膠生產(chǎn)國。
戰(zhàn)略地位 編輯本段
國務(wù)院辦公廳于2007年印發(fā)了《關(guān)于促進我國天然橡膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》(國辦發(fā)[2007]10號),進一步明確了'天然橡膠是重要的戰(zhàn)略物資和工業(yè)原料'的戰(zhàn)略定位,肯定了中國天然橡膠產(chǎn)業(yè)所做出的重大貢獻(xiàn),指出了當(dāng)前中國天然橡膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問題和面臨的挑戰(zhàn),提出了今后發(fā)展中國天然橡膠產(chǎn)業(yè)的指導(dǎo)思想、基本原則、發(fā)展目標(biāo)和具體措施。
《意見》明確提出到2015年,中國國內(nèi)天然橡膠年生產(chǎn)能力要達(dá)到80萬噸以上,境外生產(chǎn)加工能力達(dá)到60萬噸以上的目標(biāo)。《意見》為中國天然橡膠產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展明確了前進的方向、創(chuàng)造了良好的環(huán)境、開辟了廣闊的工作空間,這是新時期指導(dǎo)中國天然橡膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一部劃時代的綱領(lǐng)性文件,具有重大的現(xiàn)實意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。
特性分布 編輯本段
橡膠樹原產(chǎn)于巴西亞馬遜河流域馬拉岳西部地區(qū),現(xiàn)已布及亞洲、非洲、大洋洲、拉丁美洲40多個國家和地區(qū)。種植面積較大的國家有:印度尼西亞、泰國、馬來西亞、中國、印度、越南、尼日利亞、巴西、斯里蘭卡、利比里亞等。中國植膠區(qū)主要分布于海南、廣東、廣西、福建、云南,此外臺灣也可種植,其中海南為主要植膠區(qū)。
常綠喬木,有乳狀汁液。直根系,三出復(fù)葉,革質(zhì)全緣。花單性,雌雄同株,圓錐花序。果實為蒴果,種子橢圓形。巴西橡膠樹有較大的變異性和適應(yīng)性。適于年平均溫度26~27℃,而且沒有15℃以下絕對最低溫度;年降雨量2500mm以上,分布均勻;年平均相對濕度80%以上;土層深1m以上,表層20~30cm含有機質(zhì)3%以上,土壤pH5~6,土壤質(zhì)地以壤質(zhì)土最好,地下水位1.5~2m以上;海拔高度一般300m以下,無大風(fēng)的地區(qū)種植。
天然橡膠采自植物的汁液,雖然世界上有2000多種植物可生產(chǎn)天然橡膠,但大規(guī)模推廣種植的主要是巴西橡膠樹。采獲的天然橡膠主要成分是順式聚異戊二烯,具有彈性大、定伸強度高、抗撕裂性和耐磨性良好、易于與其它材料粘合等特點,廣泛用于輪胎、膠帶等橡膠制品的生產(chǎn)。巴西橡膠樹喜高溫、高濕、靜風(fēng)、沃土,主要種植在東南亞等低緯度地區(qū)。受自然條件制約,中國僅海南、廣東、云南等地氣候條件可以種植,可用面積約1500萬畝,已種植1400萬畝左右,年產(chǎn)量在60萬噸左右。
發(fā)展?fàn)顩r 編輯本段
2012年上半年至今,國內(nèi)橡膠行業(yè)主要經(jīng)濟指標(biāo)繼續(xù)保持小幅增長,主要橡膠產(chǎn)品產(chǎn)量增幅呈現(xiàn)持續(xù)向好的趨勢,行業(yè)制品出口交貨值增幅較上月略有回落,行業(yè)效益狀況繼續(xù)保持向好的態(tài)勢。
數(shù)據(jù)顯示,2012年至今,中國橡膠制品業(yè)完成工業(yè)產(chǎn)值同比增長6.47%,綜合外胎產(chǎn)量同比增長2.59%,其中子午線輪胎產(chǎn)量同比增長3.13%,全鋼子午胎產(chǎn)量同比增長6.55%,子午化率達(dá)87.23%,同比提高0.46個百分點。
同時,全行業(yè)實現(xiàn)銷售收入同比增長6.26%,庫存同比增加7.06%,環(huán)比減少0.12%。完成出口輪胎交貨值同比增長11.29%,出口率(值)為34.23%,與上年同比增長1.48個百分點。出口輪胎交貨量同比增加5.87%,出口率(量)為42.83%,與上年同比上升1.32個百分點。
成分構(gòu)成 編輯本段
標(biāo)準(zhǔn)橡膠或顆粒膠,是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的天然橡膠新品種。以前,通用的煙片、縐片、風(fēng)干片這幾種傳統(tǒng)產(chǎn)品不論在分級方法、制造方法上都是束縛著天然橡膠的發(fā)展。因此,馬來西亞于1965年開始實行標(biāo)準(zhǔn)橡膠計劃,在使用生膠理化性能分級的基礎(chǔ)上發(fā)展了顆粒橡膠的生產(chǎn)。標(biāo)準(zhǔn)橡膠是指按機械雜質(zhì)、塑性保持率、塑性初值、氮含量、揮發(fā)分含量、灰分含量、顏色指數(shù)等理化性能指標(biāo)進行分級的橡膠。標(biāo)準(zhǔn)橡膠包裝也比較先進,一般用聚乙烯薄膜包裝,并有鮮明的標(biāo)識,包的重量較小,易于搬動。馬來西亞包裝重為33.3kg,中國規(guī)定為40kg。
標(biāo)準(zhǔn)膠的分級較為科學(xué),所以這種分級方法很快為各主要天然橡膠生產(chǎn)國以及國際標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)所接受,并先后制定了標(biāo)準(zhǔn)膠的分級標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)大體相同,但又不完全一致。例如ISO2000規(guī)定分五個等級,中國的標(biāo)準(zhǔn)GB8081—87,規(guī)定有四個等級。
物理性質(zhì) 編輯本段
一般為片狀固體,相對密度0.94,折射率1.522,彈性模量2~4MPa,130~140℃時軟化,150~160℃粘軟,200℃時開始降解。常溫下有較高彈性,略有塑性,低溫時結(jié)晶硬化。有較好的耐堿性,但不耐強酸。不溶于水、低級酮和醇類,在非極性溶劑如三氯甲烷、四氯化碳等中能溶脹。
自然屬性 編輯本段
分子式是(C5H8)n,其橡膠烴(順-1,4-聚異戊二烯)含量在90%以上,還含有少量的蛋白質(zhì)、脂肪酸、糖分及灰分等。
天然橡膠的物理特性。天然橡膠在常溫下具有較高的彈性,稍帶塑性,具有非常好的機械強度,滯后損失小,在多次變形時生熱低,因此其耐屈撓性也很好,并且因為是非極性橡膠,所以電絕緣性能良好。
天然橡膠的化學(xué)特性。因為有不飽和雙鍵,所以天然橡膠是一種化學(xué)反應(yīng)能力較強的物質(zhì),光、熱、臭氧、輻射、屈撓變形和銅、錳等金屬都能促進橡膠的老化,不耐老化是天然橡膠的致命弱點,但是,添加了防老劑的天然橡膠,有時在陽光下曝曬兩個月依然看不出多大變化,在倉庫內(nèi)貯存三年后仍可以照常使用。
天然橡膠的耐介質(zhì)特性。天然橡膠有較好的耐堿性能,但不耐濃強酸。由于天然橡膠是非極性橡膠,只能耐一些極性溶劑,而在非極性溶劑中則溶脹,因此,其耐油性和耐溶劑性很差,一般說來,烴、鹵代烴、二硫化碳、醚、高級酮和高級脂肪酸對天然橡膠均有溶解作用,但其溶解度則受塑煉程度的影響,而低級酮、低級酯及醇類對天然橡膠則是非溶劑。
微觀結(jié)構(gòu) 編輯本段
天然橡膠的結(jié)構(gòu)主要是大分子的鏈結(jié)構(gòu),分子量及其分布和聚集態(tài)結(jié)構(gòu),天然橡膠的大分子鏈結(jié)構(gòu)單元是異戊二烯,大分子鏈主要是由聚乙烯構(gòu)成的,橡膠中含量占百分之九十七以上,其分子鏈上有醛基,每條大分子鏈上平均有一個,正是醛基在發(fā)生縮合或與蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)形成支化,交聯(lián),使得橡膠貯存中粘度增加,天然橡膠大分子鏈上還有環(huán)氧基地,比較活躍。
天然膠的大分子末端推斷一般為二甲基烯丙基,另一端為焦磷酸酯基,端基,分子鏈的醛基以及聚合的元素都很少,在天然橡膠的分子量及其分布方面,其分子量的范圍較寬,據(jù)國外報道,絕大多數(shù)分子量在三萬個左右,天然的生膠,混煉膠,硫化膠的強度都比較高,一般天然橡膠強度可達(dá)三兆帕。
天然橡膠的機械強度高主要原因在于它是自補強橡膠系列,當(dāng)拉伸時會使大分子鏈沿應(yīng)力方向取向形成結(jié)晶,晶粒分無定形大分子中起到了補強作用,未進行擴張的強度同樣高的原因為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)中微小粒子的緊密凝集而致。
品種分類 編輯本段
天然橡膠按形態(tài)可以分為兩大類:固體天然橡膠(膠片與顆粒膠)和濃縮膠乳。在日常使用中,固體天然橡膠占了絕大部分的比例。
膠片按制造工藝和外形的不同,可分為煙片膠、風(fēng)干膠片、白皺片、褐皺片等。煙片膠是天然橡膠中最具代表性的品種,一直是用量大、應(yīng)用廣的一個膠種,煙片膠一般按外形來分級,分為特級、一級、二級、三級、四級、五級等共六級,達(dá)不到五級的則列為等外膠。
顆粒膠(即標(biāo)準(zhǔn)膠)是按國際上統(tǒng)一的理化效能、指標(biāo)來分級的,這些理化性能包括雜質(zhì)含量、塑性初值、塑性保持率、氮含量、揮發(fā)物含量、灰分含量及色澤指數(shù)等七項,其中以雜質(zhì)含量為主導(dǎo)性指標(biāo),依雜質(zhì)之多少分為5L、5、10、20及50等共五個級別。
中國期貨交易市場上海期貨交易所天然橡膠合約的交割等級為國產(chǎn)一級標(biāo)準(zhǔn)膠SCR5和進口煙片膠RSS3,其中國產(chǎn)一級標(biāo)準(zhǔn)膠SCR5通常也稱為5號標(biāo)準(zhǔn)膠,執(zhí)行國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布實施的天然橡膠GB/T8081~1999版本的各項品質(zhì)指標(biāo)。進口煙片膠RSS3執(zhí)行國際橡膠品質(zhì)與包裝會議確定的“天然橡膠等級的品質(zhì)與包裝國際標(biāo)準(zhǔn)”(綠皮書)(1979年版)。
主要用途 編輯本段
由于天然橡膠具有上述一系列物理化學(xué)特性,尤其是其優(yōu)良的回彈性、絕緣性、隔水性及可塑性等特性,并且,經(jīng)過適當(dāng)處理后還具有耐油、耐酸、耐堿、耐熱、耐寒、耐壓、耐磨等寶貴性質(zhì),所以,具有廣泛用途。例如日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松緊帶;醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)所用的外科醫(yī)生手套、輸血管、避孕套;交通運輸上使用的各種輪胎;工業(yè)上使用的傳送帶、運輸帶、耐酸和耐堿手套;農(nóng)業(yè)上使用的排灌膠管、氨水袋;氣象測量用的探空氣球;科學(xué)試驗用的密封、防震設(shè)備;國防上使用的飛機、坦克、大炮、防毒面具;甚至連火箭、人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船等高精尖科學(xué)技術(shù)產(chǎn)品都離不開天然橡膠。
主要性能 編輯本段
現(xiàn)代科學(xué)研究結(jié)果已經(jīng)證明,普通的天然橡膠是異戊二烯聚合而成。
(1)天然橡膠的化學(xué)性質(zhì)天然橡膠是不飽和橡膠,容易與硫化劑發(fā)生硫化反應(yīng)(結(jié)構(gòu)化反應(yīng)),溴與氧、臭氧發(fā)生氧化、裂解反應(yīng),與鹵素發(fā)生氯化、化反應(yīng),在催化劑和酸作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等。
但由于天然橡膠是高分子化合物,所以它具有烯類有機化合物的反應(yīng)特性,如反應(yīng)速度慢,反應(yīng)不完全、不均勻,同時具有多種化學(xué)反應(yīng)并存的現(xiàn)象(如氧化裂解反應(yīng)和結(jié)構(gòu)化反應(yīng))等。
在天然橡膠的各類化學(xué)反應(yīng)中,最重要的是氧化裂解反應(yīng)和結(jié)構(gòu)化反應(yīng)。前者是生膠進行塑煉加工的理論基礎(chǔ),葉酸橡膠老化的原因所在;后者則是生膠進行硫化加工制得硫化的理論依據(jù)。而天然橡膠的氯化、環(huán)化、氫化等反應(yīng),則可應(yīng)用于天然橡膠的改性方面。
(2)天然橡膠具有優(yōu)異的綜合物理機械性能天然橡膠在常溫下具有很好的彈性。這是由于天然橡膠分子鏈在常溫下呈無定形狀態(tài),分子鏈柔性好的緣故。其密度為0.913g/cm,彈性模量為2-4MPa,約為鋼鐵的三萬分之一,而伸長率為鋼鐵的300倍,最大可達(dá)1000%。在0-100度范圍內(nèi),天然橡膠的回彈性可達(dá)到50%-85%以上。
(3)熱老化天然橡膠常溫為高彈性體,玻璃化溫度為-72度,受熱后緩慢軟化,在130-140度開始流動,200度左右開始分解,270度劇烈分解。
(4)耐介質(zhì)性介質(zhì)是指油類、液態(tài)的化學(xué)物質(zhì)等。天然橡膠不耐環(huán)己烷、汽油、苯等介質(zhì),不溶于極性的丙酮、乙醇等,不溶于水,耐10%的氫氟酸,20%鹽酸,30%硫酸,50%的氫氧化鈉等。不耐濃強酸和氧化性強的高錳酸鉀、重酸鉀等。
(5)良好的加工工藝性能天然橡膠由于相對分子質(zhì)量高、相當(dāng)分子質(zhì)量分布寬,分子鏈易于斷裂,再加上生膠中存在一定數(shù)量的凝膠分子,因此很容易進行塑煉、混煉、壓延、壓出、成型等。
市場現(xiàn)狀 編輯本段
天然橡膠的價格不會有所降低,反而價格上漲的可能性是非常大的。雖然受到技術(shù)上頸線的壓制,但是后市的力量還是比較強大的,據(jù)相關(guān)人士,推測,滬膠上行的可能性還是比較大的。
輪胎企業(yè)出口具備成本優(yōu)勢
當(dāng)橡膠上游價格陷入下跌困境時,下游輪胎盈利能力卻在增長。自相關(guān)優(yōu)惠政策取消后,乘用車銷量受整體經(jīng)濟放緩影響增長乏力,輪胎生產(chǎn)企業(yè)開工率下降。而橡膠是輪胎的主要原材料,全鋼輪胎所使用的橡膠占比約為40%—50%,需求疲軟導(dǎo)致輪胎價格下跌的同時更對其上游的原材料價格產(chǎn)生沖擊。據(jù)測算,當(dāng)橡膠價格下跌40%時,國內(nèi)卡客車車胎的銷售成本約下跌27%,在輪胎價格降幅低于成本降幅的情況下,輪胎企業(yè)仍在下游需求不旺的局面下使盈利能力得到提升。并且輪胎企業(yè)還迎來美國特保案到期這一利好因素,使得輪胎企業(yè)在未來的開工率將出現(xiàn)一定提升,輪胎企業(yè)更具備出口的成本優(yōu)勢,提振橡膠的需求。
重卡銷售有望企穩(wěn)
10月重卡銷量為4.4萬輛,環(huán)比增長1.9%,銷量連續(xù)兩個月穩(wěn)定在4萬輛之上,銷量出現(xiàn)企穩(wěn)回升態(tài)勢。由于重卡對橡膠的消耗量遠(yuǎn)超于其他類型汽車,所以重卡的產(chǎn)銷數(shù)據(jù)一直是人們關(guān)注的重點。若重卡產(chǎn)銷出現(xiàn)回升勢頭,則能大幅度利好橡膠市場。
1—10月汽車廠商累計減庫存4萬輛,其中10月數(shù)據(jù)表明重卡產(chǎn)銷差值為2546輛,側(cè)面反映出廠商層面仍然維持較為謹(jǐn)慎的態(tài)度。但從7月開始,重卡的單月產(chǎn)銷差絕對值有明顯下降趨勢,顯示廠商庫存壓力有所減輕,終端需求有好轉(zhuǎn)跡象。經(jīng)歷“金九銀十”的傳統(tǒng)消費旺季,重卡呈現(xiàn)企穩(wěn)回升態(tài)勢,銷量已基本見底,未來向下空間相當(dāng)有限。國內(nèi)重卡由于技術(shù)水平及工作環(huán)境限制,更新周期基本在3—5年,經(jīng)歷了2009年與2010年重卡消費的井噴,已逐步進入更新高峰期,所以后市消費值得期待。
工業(yè)帶動經(jīng)濟復(fù)蘇
從最新用電量增長數(shù)據(jù)可以看出,用電量增長將得到持續(xù),顯示四季度經(jīng)濟有望得到溫和復(fù)蘇。盡管9月工業(yè)生產(chǎn)和需求同時反彈,但用電量持續(xù)下滑主要受到去庫存因素的影響。10月煤炭、鋼鐵和水泥價格反彈,顯示去庫存過程減弱,工業(yè)生產(chǎn)擴大。同時基礎(chǔ)設(shè)施投資加大,造成重工業(yè)用電量大幅增加,自10月起單日煤炭消費量出現(xiàn)小幅提高,預(yù)示著用電增量將得到持續(xù)。因此,預(yù)計工業(yè)活動將進一步帶動經(jīng)濟復(fù)蘇,四季度GDP有望溫和反彈。
從以上情況可以看出,天然橡膠的價格走勢具有上升的可能性。當(dāng)前儲收膠及國內(nèi)產(chǎn)區(qū)停割期臨近對市場起到較強支撐作用,滬膠主力兩周連續(xù)創(chuàng)新高,再加之輪胎企業(yè)出口具備成本優(yōu)勢、重卡銷售有望企穩(wěn)、工業(yè)帶動經(jīng)濟復(fù)蘇三點因素,天然橡膠上行的可能性非常大。
天然橡膠塑煉的機械工藝要求
天然橡膠是生膠塑煉的主要膠種。用開煉機和密煉機進行塑煉均能獲得良好效果。用開煉機塑煉時,通常采用低溫(40-50℃)薄通(輥距0.5-1mm)塑煉法和分段塑煉法效果最好。用密煉機塑煉時,溫度宜在155℃以下,時間約在13min左右(視對可塑度要求而定)。塑煉時間增加,塑煉膠的可塑性隨之增大。但不要過煉,否則可塑性變得過高而使物理機械性能下降。
天然橡膠塑煉時,常加入促進劑M作塑解劑,來提高塑煉效果,促進劑M對開煉機塑煉和密煉機塑煉都適用。天然橡膠塑煉后,為使橡膠分子鏈得到松弛(俗稱恢復(fù)疲勞)和可塑性均勻,需停放一定時間(4-8h),才能供下道工序使用。
目前國內(nèi)使用的天然橡膠主要品種有:國產(chǎn)煙片膠和標(biāo)準(zhǔn)膠,進口煙片膠和馬來西亞標(biāo)準(zhǔn)膠等。由于上述膠種的初始門尼粘度不同,欲獲得相同的可塑性,所需的塑煉時間當(dāng)然不同。其塑煉時間的順序為:進口煙片膠>國產(chǎn)煙片膠>國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)膠>馬來西亞標(biāo)準(zhǔn)膠。恒粘和低粘標(biāo)準(zhǔn)馬來西亞橡膠、充油天然橡膠、輪胎橡膠、易操作橡膠的初始門尼粘度較低(一般小于65),可不經(jīng)塑煉直接混煉。
橡膠保險 編輯本段
2018年11月,由于膠價持續(xù)低迷,打擊了膠農(nóng)割膠積極性,為此海南省財政廳等部門聯(lián)合印發(fā)通知,在海南全省范圍內(nèi)推行天然橡膠價格(收入)保險,一旦膠價低于一定標(biāo)準(zhǔn),就會觸發(fā)保險理賠機制,確保膠農(nóng)收入無虞。
運輸保管 編輯本段
裝載橡膠的船舶、船艙要清潔、干燥,艙內(nèi)管系,污水溝暢通,艙蓋嚴(yán)密。
裝船時,橡膠要與艙內(nèi)的金屬部分用墊物隔開墊艙物料應(yīng)有清潔、干燥且完整無破碎現(xiàn)象。
生產(chǎn)國家 編輯本段
生產(chǎn)國:中國、越南、馬來西亞、泰國、印尼。
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