茂草流螢明滅,幽林樹鳥驚飛。腰挎膠簍入山去,壹路瓊華踏碎。
——黃燕生《西江月·夜半割膠》
亞馬遜叢林中的神秘物質
(天膠的歷史)
天然橡膠(英文縮寫:NR),是把巴西三葉橡膠樹分泌的天然乳膠進行凝固、加工得到的彈性固狀物,它的主要成分為聚異戊二烯,另外還含有少量蛋白質、類脂物、有機酸、糖類和灰分等。天膠具有回彈性、絕緣性、隔水性、可塑性等特質,有著廣泛的用途,是現代人類生產生活不可或缺的資源。
據統計,世界上約有2000種不同的植物可生產出類似天然橡膠的聚合物,人類已從其中500種得到了橡膠,然而,真正有使用價值的只有巴西三葉橡膠樹。只有在南美洲的亞馬遜盆地才有巴西三葉橡膠樹。500多年來,當地人壹直使用這種樹的乳液制作水瓶、煙草、防水鞋等日常用品。把這種樹的表皮割開,樹皮內的乳管會被割斷,乳膠便會從樹上流出。乳膠流出的情形仿佛樹在流淚,因此,天膠經常被比作“樹的眼淚”。16世紀時,西班牙征服者偶然發現了這種有趣的材料,便把它帶到了歐洲。當時的生橡膠十分昂貴,橡膠業被巴西的橡膠大亨壟斷了壹個多世紀。1876年,英國探險家亨利計劃從巴西采集數千橡膠樹種偷運到英國。在當時的法規下,從巴西帶出壹粒橡膠樹種都會被判死刑,何況是數千粒。這壹計劃有著極大的風險。萬幸的是,亨利成功地把大量橡膠樹種帶回了倫敦。這些珍貴的樹種被撒進英國皇家植物園裏進行培育,培育出了近3000株橡膠樹苗。後來,這些樹苗被運送到當時的英國殖民地斯裏蘭卡和馬來西亞。在海上長時間的漂泊導致這批樹苗只有壹小部分存活,但這些樹苗頑強地繁衍出如今亞洲的大部分橡膠林。
致富靠橡膠
(橡膠的種植與分布)
天然橡膠主要來源是巴西橡膠樹,這種橡膠樹屬常綠喬木,直根系,三出復葉,革質全緣。巴西橡膠樹喜高溫、高濕、靜風、沃土,適於以下條件種植:年平均氣溫26℃—27℃,且全年高於15℃;年降雨量在2500毫米以上,分布均勻;年平均相對濕度80%以上;土層1米以上,且表層20—30厘米含有有機質3%以上,土壤PH值5—6,壤質土為佳,地下水位1.5—2米;海拔300米以下的無風地區。因此東南亞等低緯度地區很適宜。
橡膠樹原產於巴西亞馬遜河流域馬拉嶽西部地區,經過近兩個世紀的培育和擴散,現已布及亞洲、非洲、大洋洲、拉丁美洲的40多個國家和地區。目前天然橡膠種植業主要集中在東南亞地區,該地區約占全球總種植面積的95%。全球前9大植膠國都來自亞洲,分別為印度尼西亞、泰國、馬來西亞、中國、越南、印度、柬埔寨、菲律賓和斯裏蘭卡。這9個國家總產量占全球總產量的90%。近5年,印度尼西亞、馬來西亞、中國的橡膠種植面積已趨於飽和,增長放緩,而印度、越南、泰國北部、柬埔寨等新興產膠國植膠熱情較高,植膠面積仍有可觀增長。這是由國民經濟發展情況決定的,越南等東南亞國家經濟相對落後,植膠可為當地農民帶來可觀的收入。
我國大規模植膠始於中華人民***和國成立之後。中國農墾科技工作者經過不斷試驗,打破了植膠業“北緯15度以北是巴西橡膠樹種植禁區”的定論,在我國南部地區種植成功,並在海南、雲南、廣東等省份大規模推廣,已種植約120萬公頃,年產量約80萬噸。天然橡膠是重要的戰略物資和工業原料,國務院辦公廳於2007年印發了《關於促進我國天然橡膠產業發展的意見》,為我國天膠產業的發展提供了指導思想、基本原則、發展目標和具體措施。另外,近兩年中央壹號文件促進了農業供給側改革,促進了我國天膠產業的發展,能有效降低我國天膠資源的對外依賴度。目前,我國主要在雲南、海南建立了兩大天膠產業基地,兩省合計約占全國植膠總面積的97%—98%。
橡膠樹通常生長5年以後可以割膠,8年以後進入成熟期(旺產期)。近5年,我國天然橡膠開割率持續為60%左右,開割效率不斷提高,收割面積增速高於種植面積增速。2018年,我國天然橡膠總種植面積同比增長3.45%,而收割面積同比增長了8.33%(見下圖)。
圖中國天膠種植(千公頃)
膠樹也要冬眠
(橡膠的季節性)
從歷史數據看,天膠產業存在壹定的季節性。將天膠的季節性分供給和需求兩個方面來看。
(1)供給的季節性
供給由天膠產出量以及天膠產業生產力決定。
壹是天膠產出的季節性。天然橡膠的供給主要由橡膠種植業決定。眾所周知,農業是受季節影響最大的行業之壹。以中國天膠產量為例,中國植膠業往往在3月開始試割,當月產量很小。在4月中旬雲南潑水節之後,國內橡膠全面開割。壹般來說,從4月中旬到6月,是天膠產量恢復期,而7—8月隨著降雨增加,產量開始逐漸攀升,往往在9—10月達到月產量高峰。11月隨著氣溫開始下降,降雨減少,天膠產量開始下降;12月開始停割,產量很低;而1—2月產量幾乎為零。分區域看,中國兩大天膠產地雲南和海南,雲南割膠季為4月中旬至11月底,海南為3月底到12月底。
由於緯度和氣候的原因,東南亞的割膠季和我國有壹定的差別。以植膠大國泰國為例,泰國橡膠樹往往在5月、6月開割,7—11月產量會波動,但均值較高。與中國不同的是,泰國橡膠在12月至次年2月產量依然很高,而3—4月才是停割季。此外,由於泰國暑期容易受到各種自然因素(臺風、洪澇等)沖擊,因此高產期的月產量也容易有大幅波動。
二是天膠產業生產力的季節性。在我國,由於人民生活習慣以及傳統節假日的原因,往往2月和7—8月為生產淡季,其余月份相對來說是生產旺季。2月受春節影響,大量工廠停工,工人返鄉過年,生產處於停滯狀態。7—8月天氣炎熱,工人工作效率相對較低,因此產出也較少。分行業來看,天膠的主要相關行業是輪胎制造、汽車、鞋材以及橡膠制品。
(2)需求的季節性
市場對天然橡膠制成品的需求也受季節的影響。在我國,重型卡車產業占了天膠用量的很大比重,因此以重卡需求來反映天膠需求。重卡每年銷售旺季分兩段,壹段從2月開始,壹段從10月開始。2月這段是由於春節剛過,房地產和基建等大型項目開工,這兩項對於物流有很大需求,提振了重卡銷售。10月這段是因為中國居民大宗消費(住房、汽車)有著“金九銀十”的特點,房地產業和汽車產業銷量大,重卡銷售也得到提振。12月至次年1月,由於北方工程停工,外加春節將至,重卡銷售進入低谷。此外,6—8月也是重卡銷售的傳統淡季。
從豆腐到沙琪瑪
(橡膠的加工與分類)
天然橡膠按照來源可以分為:野生橡膠、栽培橡膠、橡膠草橡膠、杜仲膠。按照形態可以分為:固體天然橡膠(膠片與顆粒膠)和濃縮膠乳。按照工藝可以分為:煙片膠、標準膠、皺片膠和乳膠。下面介紹這四種工藝。
(1)煙片膠(RSS)
分為壹級、二級、三級、四級、五級及特級6個等級。煙片膠成片包裝,呈黃色,以金黃色為佳。往往通過目測色澤來判斷等級。
工藝:35%的膠乳——過濾除雜——加水稀釋——消泡——加酸凝固——除水——壓片——煙熏幹燥。
煙片膠的生產要在膠乳凝固之前完成,而膠乳的凝固時間為3個小時,因此生產工序必須銜接很快。
主要用途:輪胎廠、電纜廠、傳送帶輸送帶廠。
(2)標準膠
按照雜質含量、塑性初值、塑性保持率、含氮量、揮發物含量、灰分、色澤進行分類,其中雜質含量為主要指標,可分類為5L、5、10、20、50等。目前國際市場的主流是20號標膠,而越南生產的3L也是標膠的壹種。3L、5L顏色呈黃色,其余類別的標膠為深色。標膠又可分為顆粒膠和擠出膠,擠出膠是在顆粒膠的基礎上多壹道粉碎的工序。我國輪胎工藝決定了我國主要使用顆粒膠,因此進口的多為顆粒膠。國外的工藝多用擠出膠。
生產工藝:壹是機械法:膠乳——過濾——稀釋——加酸凝固——脫水——幹燥;二是化學法:膠乳——加凝劑——離心分離——幹燥。
主要用途:輪胎廠。
(3)皺片膠
壹般分為白色皺片和褐色皺片,主要由垃圾膠生產出來,例如膠泥、膠團。
(4)乳膠
由膠乳加胺離心而得,分為高胺乳膠和低胺乳膠。乳膠呈液態,容易揮發,通常桶裝或太空包裝保存。
主要用途:手套廠、鞋廠、計生用品。
輪胎環遊記
(橡膠的流通和消費)
2014—2018年,中國天然橡膠實際消費量呈增長趨勢。2018年,全球消費天然橡膠1381萬噸,其中消費20號膠約829萬噸。中國、歐洲、東亞(包括日本和韓國)、印度和美國是前五大消費國(地區),占總消費量的73%。全球約70%的天然橡膠用於輪胎制造,其中約80%使用20號膠。
中國天然橡膠月度消費量有著顯著的季節性。通常來說,第二、第四季度是天膠下遊消費旺季,第壹季度受春節影響消費量較低,第三季度由於高溫原因開工量較低。
天然橡膠的需求大頭為輪胎行業。壹條全鋼胎重量約為65千克,天然橡膠占比約為32.25%;半鋼胎重量約為12千克,天然橡膠占比約為22%。相比於橡膠管帶、乳膠制品、鞋材中的天膠使用量,輪胎業的天膠消耗量大得多。
國內天膠消費大頭自然也是輪胎,輪胎產業占國內天然橡膠消費量的比重超過70%。乳膠制品和膠鞋各占總量的8%。力車胎(自行車內外胎、手推車內外胎、摩托車內外胎、多用途車胎)約占6%。膠管膠帶以及其他橡膠制品占比為4%左右。
我國各地區輪胎消費量差距很大。由於生膠絕大部分用於輪胎行業,因此主要以輪胎行業的體量來評估各地區天膠消費量。
在全國範圍內,華東地區的輪胎產能遠遠領先於其他地區,約占全國輪胎企業的75%,因此華東地區用膠量也是全國第壹,約占總量的70%。東北地區輪胎廠商數量僅次於華東,因此天膠消耗量也較大,約占全國的7%。華南地區輪胎企業較少,但制鞋和乳膠等產業密集分布,約占全國天膠消耗量的6%。華北地區主要分布的是橡膠管帶、輸送帶及制品等產業,天膠消耗量也不少,約占5%。
珍珠港事件的余波
(橡膠替代品市場)
天然橡膠雖然有著神奇的特性,但依然有強大的競爭對手——合成橡膠。
第二次世界大戰前,巴西北部的瑪瑙斯和亞馬遜平原曾分別試種橡膠樹,但因為枯萎病和來自亞洲地區的同業競爭,都以失敗告終。當時的美國對橡膠的需求非常大,20世紀30年代末,美國天然橡膠進口額占其進口總額的1/8,主要來自亞洲。此時優質的人工橡膠還未開始研制。
1941年,珍珠港事件爆發,美國宣戰。然而,日本此時已控制了東南亞的大量土地,同樣對橡膠需求量極大的日本控制了全球天膠供應量的95%。於是,美國陷入了橡膠產業危機。當時的美國軍工業,制造壹輛謝爾曼坦克需要0.5噸橡膠,制造壹艘戰艦需要20000個橡膠零部件,而每壹寸電線都需要用橡膠包裹。美國不僅要發展自己的軍隊,還要給盟國提供大量的軍事裝備,但橡膠儲量只夠消耗壹年。
美國政府高度重視橡膠這種戰略物資,很快禁止在非戰爭必需品中使用橡膠,並且要求國內各型車輛減速,以減緩輪胎損耗。美國的各個廢品收購倉庫想盡辦法回收橡膠。然而,橡膠資源仍不夠美國使用太久。
很快,美國政府下令化學家和工程師們研制合成橡膠,但直到第二次世界大戰後才研制出真正擁有優良性質的合成橡膠。美國人首先制成了氯丁橡膠,其具有天然橡膠所沒有的抗腐蝕性。1955年,美國人用齊格勒—納塔催化劑聚合異戊二烯得到了與天然橡膠構造基本相同的合成天然橡膠。此後,各種具有特殊性能的合成橡膠相繼問世,產量遠超天然橡膠。
目前常用的復合橡膠有以下種類:丁苯橡膠(SBR)、丁二烯橡膠(BR)、氯丁橡膠(CR)、丁腈橡膠(NBR)、乙丙橡膠(EPM、EPDM)、丁基橡膠(IIR)。除此之外還有氯磺化聚乙烯橡膠(CSM)、聚氨酯橡膠、聚硫橡膠(T)、氯醇橡膠、丙烯酸酯橡膠(ACM)、矽橡膠、氟橡膠(FPM)、氟矽橡膠(MFQ)等。