天然橡胶的来源(天然橡胶的主要成分和特性)

/ 0评 / 0

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。其成分91% ~ 94%为橡胶烃(顺式-1,4-聚异戊二烯),其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖等非橡胶物质。天然橡胶是使用最广泛的普通橡胶。通常,我们所说的天然橡胶是指从巴西橡胶树中采集的天然橡胶

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。其成分91% ~ 94%为橡胶烃(顺式-1,4-聚异戊二烯),其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖等非橡胶物质。天然橡胶是使用最广泛的普通橡胶。

通常我们所说的天然橡胶,是指从巴西橡胶树采集的天然胶乳经固化干燥后制成的弹性固体。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)含量超过90%,还含有少量蛋白质、脂肪酸、糖和灰分。[1]

发展历史:

1492年,远在哥伦布发现美洲之前,中美洲和南美洲的当地居民就开始使用它。直到1736年,法国首次报道了橡胶的起源、采集胶乳的方法以及橡胶在南美洲的局部利用,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,美国人古德伊尔发现在橡胶中加入了硫和碱式碳酸铅。当加热或暴露在阳光下时,加热制成的橡胶制品不再像以前那样柔软粘稠,而且还保持了良好的弹性,从而发明了橡胶硫化。到目前为止,天然橡胶确实因其特殊的使用价值而得到认可,并成为一个重要的行业。

1888年,英国人J.B .邓洛普发明了充气轮胎,推动了汽车轮胎工业的快速发展,导致橡胶消费量急剧增加。

1876年,英国人韦翰从巴西马逊河口收集橡胶种子,送回皇家植物园播种。它们在锡兰(斯里兰卡)、印度尼西亚和新加坡成功种植。这是巴西橡胶树在远东定居的开始。此后,橡胶工业发展迅速。1997年,世界天然橡胶产量达到624.7万吨。

新中国成立后,中国农业科技工作者通过科学实践,打破了15日以北是巴西百年来种植橡胶树“禁区”的结论,在18日至24日纬度以北的广大地区成功种植橡胶树,取得了较高的产量。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]

天然橡胶制品

战略地位:

国务院办公厅2007年印发《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& # 39;天然橡胶是重要的战略物资和工业原料& # 39;肯定了我国天然橡胶产业做出的巨大贡献,指出了目前我国天然橡胶产业发展中存在的问题和挑战,提出了今后发展我国天然橡胶产业的指导思想、基本原则、发展目标和具体措施。

《意见》明确,到2015年,我国天然橡胶年生产能力达到80万吨,海外生产加工能力达到60万吨。《意见》为我国天然橡胶产业的快速健康发展明确了方向,创造了良好的环境,开拓了广阔的工作空间。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:

橡胶树起源于巴西亚马逊河流域的拉巴西部地区,现已传播到亚洲、非洲、大洋洲和拉丁美洲的40多个国家和地区。种植面积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。我国的橡胶种植区主要分布在海南、广东、广西、福建和云南,也可以在台湾省种植,其中海南是主(原创www.isoyu.com版权)要的橡胶种植区。

有乳状汁液的常青树。直的根系,三片复叶,革质整体。花单性,雌雄同株,圆锥花序。果实为蒴果,种子为椭圆形。巴西的橡胶树具有很大的变异性和适应性。适宜年平均气温26 ~ 27℃,15℃以下无绝对最低气温;年降雨量2500毫米以上,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含有机质3%以上,土壤pH 5 ~ 6,土壤质地最好,地下水位1.5 ~ 2m以上;海拔一般在300米以下,种植在没有大风的地区。

天然橡胶是从植物汁液中提取的。虽然世界上有2000多种植物可以生产天然橡胶,但巴西橡胶树主要是大规模种植的。天然橡胶的主要成分是顺式聚异戊二烯,具有高弹性、高模量强度、良好的抗撕裂性和耐磨性、易与其他材料粘合等特点。广泛用于轮胎、胶带等橡胶制品的生产。巴西橡胶树喜高温、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,我国气候条件下只能种植海南、广东、云南等地,可利用面积约1500万亩,已种植约1400万亩,年产量约60万吨。[2]

成分:

世界上大约有2000种不同的植物可以生产类似天然橡胶的聚合物,其中已经获得了500种橡胶,但巴西的三叶橡胶树具有真正的实用价值。橡胶树表面被切开时,树皮中的奶管被切开,乳胶流出树外。从橡胶树收集的胶乳被稀释,通过加入酸固化,洗涤,然后压片,干燥和包装,从而获得市售天然橡胶。天然橡胶可根据不同的制胶方法制成烟草薄片、风干膜、绉片、工业级干胶和浓缩胶乳。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,传统的产品,如烟草薄片、薄饼和风干薄片,在分级方法和制造方法方面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颗粒橡胶的生产。标准橡胶是指根据机械杂质、塑性保留率、初始塑性值、含氮量、挥发物含量、灰分含量、颜色指数等物理化学性质分级的橡胶。标准的橡胶包装也比较先进,一般都是用有明显标志的聚乙烯薄膜包装。包装的重量很小,很容易移动。马来西亚的包装重量是33.3公斤,而中国是40公斤。

标准橡胶的分类是科学的,因此这种分类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,并相继制定了标准橡胶的分类标准。这些标准大体相同,但并不完全一致。比如ISO2000分为五个等级,我们国家标准GB 8081-87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,130 ~ 140℃软化,150 ~ 160℃粘软,200℃开始降解。常温下高弹性,微塑性,低温下结晶变硬。耐碱性好,但耐酸性不强。不溶于水、低级酮和醇,可在非极性溶剂如氯仿和四氯化碳中溶胀。[1]

自然属性:

通常我们所说的天然橡胶,是指从巴西橡胶树采集的天然胶乳经固化干燥后制成的弹性固体。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、糖和灰分等。

天然橡胶的物理性能。天然橡胶在室温下具有高弹性,微塑性,优异的机械强度,磁滞损耗小,反复变形时发热低,因此由于是非极性橡胶,所以在弯曲时也具有良好的柔韧性和良好的电绝缘性能。

天然橡胶的化学性质。由于不饱和双键,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。抗老化是天然橡胶的致命弱点。而添加了防老剂的天然橡胶,在阳光下暴晒两个月后,有时并没有表现出太大的变化,在仓库中存放三年后,仍然可以照常使用。

天然橡胶的中等电阻。天然橡胶耐碱性好,但不耐强酸。由于天然橡胶是非极性橡胶,只能抵抗一些极性溶剂,但在非极性溶剂中会溶胀,因此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、高级酮和高级脂肪酸都能溶解天然橡胶,但它们的溶解度受塑化程度的影响,而低级酮、低级酯和醇类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、分子量及其分布和聚集结构。天然橡胶大分子链的结构单元为异戊二烯,大分子链主要由聚异戊二烯组成,占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,使得橡胶在储存过程中粘度增加

天然橡胶的大分子端一般为二甲基烯丙基,另一端为焦磷酸基团。分子链的端基、醛基和聚合元素很少。就分子量及其分布而言,天然橡胶的分子量范围很广。据国外报道,大部分分子量在3万左右。天然橡胶、复合橡胶和硫化橡胶的强度都比较高,天然橡胶的强度一般可以达到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,晶粒对非晶大分子起到增强作用。相同的高强度而不膨胀是由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两类:固体天然橡胶(薄膜和颗粒橡胶)和浓缩胶乳。在日常使用中,固体天然橡胶占绝大多数。

薄膜可分为烟用胶、风干膜、白色皱纹膜、棕色皱纹膜等。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,一直是一种用量大、应用广泛的橡胶。烟草薄片胶一般按外观分类,可分为六个等级,即特级、100目级、二级、三级、四级、五级等。,五年级以下的被归类为外胶。

颗粒胶(即标准胶)按照国际统一的理化性能和指标分级,包括杂质含量、初始塑性值、塑性保留率、含氮量、挥发分含量、灰分含量、颜色指数等7个项目,其中杂质含量是主导指标,根据杂质的多少可分为5个等级,即5L、5、10、20、50。

中国期货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橡胶SCR5和进口烟草薄片橡胶RSS3,其中国产一级标准橡胶SCR5又俗称5号标准橡胶,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。进口烟草薄片胶RSS3执行国际橡胶质量与包装会议确定的《天然橡胶等级质量与包装国际标准(绿皮书)》(1979版)。[1]

主要用途:

天然橡胶具有上述一系列物理化学性能,特别是经过适当处理后具有优异的回弹性、绝缘性、拒水性、可塑性以及耐油性、耐酸性、耐碱性、耐热性、耐寒性、耐压性、耐磨性等有价值的性能,因此具有广泛的应用。比如日常生活中使用的雨靴、暖水袋、松紧带;医疗卫生行业使用的外科医生手套、血管、避孕套;运输用的各种轮胎;工业用输送带、运输带、耐酸碱手套;农业用灌溉排水软管和氨袋;气象测量用空气探空球: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、宇宙飞船等高科技产品,也离不开天然橡胶。[1]

橡胶制品

性能:

现代科学研究结果证明,普通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(结构反应),溴与氧和臭氧发生氧化裂解反应,溴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。

但天然橡胶是高分子化合物,因此具有烯属有机化合物反应速度慢、反应不完全和不均匀、多种化学反应(如氧化裂解反应和结构反应)共存等反应特点。

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。前者是生胶塑化的理论基础,也是叶酸橡胶老化的原因。后者是生胶硫化的理论基础。天然橡胶的氯化、环化和氢化可应用于天然橡胶的改性。

(2)天然橡胶具有优异的综合物理力学性能。天然橡胶在常温下具有良好的弹性。这是因为天然橡胶的分子链在室温下是无定形的,具有良好的柔韧性。其密度为0.913克/厘米,弹性模量为2-4兆帕,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)热老化天然橡胶在常温下具有很高的弹性,玻璃化转变温度为-72℃,加热后软化缓慢,130-140℃开始流动,200℃左右开始分解,270℃开始剧烈分解。

(4)耐介质介质是指油、液体化学物质等。天然橡胶耐环己烷、汽油、苯等介质,不溶于极性丙酮、乙醇和水,耐10%氢氟酸、20%盐酸、30%硫酸和50%氢氧化钠。不耐强酸和强氧化性的高锰酸钾、碳酸氢钾等。

(5)加工性能好天然橡胶易于塑化、混炼、压延、挤出、成型等。由于其相对分子量高,当量分子量分布广,分子链容易断裂,生胶中存在一定数量的凝胶分子。[1]

相关信息:

运输和储存:

装载橡胶的船舶和船舱应清洁干燥,管道系统和污水沟畅通,舱口盖严密。

在运输过程中,应通过衬垫将橡胶与机舱内的金属部分分开。衬垫材料应干净、干燥、完整且无破损。

生产国:

生产商: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改善趋势。工业品出口交货值增速较上月略有回落,行业效益继续保持良好态势。

数据显示,2012年至今,中国橡胶制品行业工业产值同比增长6.47%,综合轮胎产量同比增长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%,子午线率达到87.23%,同比增长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%。成品出口轮胎交货值同比增长11.29%,出口率(值)为34.23%,同比提高1.48个百分点。出口轮胎交付量同比增长5.87%,出口率(量)为42.83%,同比增长1.32个百分点。

可能性增加:

天然橡胶价格不会下降,但涨价的可能性很大。虽然受到技术领口的压制,但后市的强势还是比较强的。据相关人士推测,沪指上行的可能性还是比较大的。

轮胎企业出口具有成本优势

当橡胶上游价格陷入困境时,下游轮胎的盈利能力在增加。相关优惠政策取消后,由于整体经济放缓,乘用车销量增长乏力,轮胎厂商开工率下降。橡胶是轮胎的主要原料,全钢轮胎所用的橡胶约占40%-50%。需求疲软导致轮胎价格下跌,对上游原材料价格产生影响。预计橡胶价格下降40%时,国内卡车、客车轮胎销售成本将下降27%左右。在轮胎价格下降低于成本下降的情况下,轮胎企业仍在下游需求疲软的情况下提高盈利能力。而且,轮胎企业也欢迎美国特保案到期的有利因素,使得未来轮胎企业的开工率有所提升,轮胎企业更具出口成本优势,提振了对橡胶的需求。

重型卡车销量有望稳定

10月份重卡销量为4.4万辆,环比增长1.9%。销量连续两个月稳定在4万辆以上,销量呈现企稳回升态势。由于重卡的橡胶消费量远超其他车型,重卡的产销数据一直是我们关注的焦点。如果重卡产销量回升,对橡胶市场将大有裨益。

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,反映出厂商仍保持较为谨慎的态度。但7月份以来,重卡产销月差绝对值明显下降,说明厂家库存压力有所缓解,终端需求出现好转迹象。经历了“金九银十”的传统消费旺季后,重卡企稳回升,销量基本见底,未来下行空间相当有限。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。在经历了2009年和2010年重卡消费的井喷之后,逐渐进入了更新换代的高峰期,因此上市后的消费值得期待。

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,表明四季度经济有望温和复苏。虽然9月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,工业生产扩大。与此同时,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,单日煤炭消费量略有增加,说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,四季度GDP有望温和反弹。

从以上情况可以看出,天然橡胶价格走势有上涨的可能。目前,国内产区橡胶的储存和收获以及即将到来的停产期对市场起到了强有力的支撑作用。沪指主力连续两周创新高。此外,还有三个因素:轮胎企业出口具有成本优势,重卡销量有望企稳,行业带动经济复苏。天然橡胶上涨的可能性很大。

天然橡胶塑化的机械工艺要求;

天然橡胶是生胶塑化的主要橡胶。用开炼机和密炼机塑化可获得良好的效果。通常采用低温(40-50℃)、薄道次(辊间0.5-1毫米)和分段塑化来达到最佳效果。用密炼机塑化时,温度应在155℃以下,时间应在13分钟左右(取决于对可塑性的要求)。随着塑化时间的增加,塑化橡胶的塑性增加。但不要过度,否则塑性会变得过高,物理机械性能会下降。

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。加速器M适用于混音器和混音器。天然橡胶塑化后,为了松弛其分子链(俗称疲劳恢复),使其塑性均匀,需要停放一定时间(4-8h)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:国产烟草薄片胶和标准胶、进口烟草薄片胶和马来西亚标准胶等。由于上述胶的初始门尼粘度不同,获得相同塑性所需的塑化时间当然不同。塑化时间的顺序为:进口烟用胶>:国产烟用胶>:国产标准胶>:马来西亚标准胶。恒定粘度和低粘度标准马来西亚橡胶、充油天然橡胶、轮胎橡胶和易操作橡胶的初始门尼粘度较低(一般小于65),无需塑化即可直接混合。[2]

橡胶保险:

2018年11月,橡胶价格持续走低,打击了橡胶农割胶积极性。为此,海南省财政厅等部门联合发布通知,在海南省实施天然橡胶价格(收入)保险。一旦橡胶价格低于一定标准,就会触发保险理赔机制,保证橡胶农的收入。[3]