【編者按】
近年來，我國熱作產(chǎn)業(yè)技術(shù)自主創(chuàng)新的步伐不斷加快，涌現(xiàn)出一批標(biāo)志性成果。這些技術(shù)創(chuàng)新破解了長期困擾產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題，填補了相關(guān)領(lǐng)域的空白，不僅實現(xiàn)了作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生產(chǎn)節(jié)本增效和綠色環(huán)保，推動產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)一步解放勞動力，促進(jìn)熱區(qū)鄉(xiāng)村振興和農(nóng)民增收，還為世界相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)型提供了中國方案，促進(jìn)了國際交流合作，提升我國科技在相應(yīng)領(lǐng)域的影響力和話語權(quán)。對于天然橡膠等戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，技術(shù)創(chuàng)新為保障戰(zhàn)略物資安全供給、維持供應(yīng)鏈穩(wěn)定提供了支撐，對于國家安全和熱作經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展意義重大。即日起，本刊推出“聚焦熱作技術(shù)創(chuàng)新”專欄，講述熱作新技術(shù)從誕生、成熟到推廣直至走向世界的故事。
在新鮮橡膠膠乳中加入保鮮劑替代氨水，在后期加工過程中加入固化劑以替代甲酸——北京天一瑞博科技發(fā)展有限公司（以下簡稱“天一公司”）研發(fā)出的“天然橡膠（濃縮膠乳）無氨化生產(chǎn)技術(shù)”，包括“天然橡膠乳防凝保鮮劑及其保鮮方法”“天然乳膠生物固化劑及其固化方法”“綠色環(huán)保型天然橡膠及其制備方法”“綠色環(huán)保型濃縮天然乳膠及其制備方法”四項專利技術(shù)，讓天然橡膠從采集、加工到制品加工的全產(chǎn)業(yè)鏈都能實現(xiàn)綠色無氨化生產(chǎn)。
天然橡膠是一種高蛋白物質(zhì)，新鮮的橡膠膠乳如果不處理，在4小時后就逐漸變質(zhì)和凝固。目前，業(yè)內(nèi)普遍的做法是在原料收集、保存、加工等環(huán)節(jié)使用氨水作為添加劑。然而，氨水具有刺激性，且容易揮發(fā)，既會對環(huán)境造成污染，又會對從業(yè)人員的身體健康造成危害。從源頭上消除氨的使用，實現(xiàn)天然橡膠高質(zhì)量、綠色化加工，是行業(yè)發(fā)展趨勢。在長達(dá)160多年的時間里，中國、泰國、馬來西亞等產(chǎn)膠國投入了大量人力物力進(jìn)行研發(fā)，中氨、低氨乳膠不斷出現(xiàn)，但尚無真正的無氨乳膠。“天然橡膠（濃縮膠乳）的無氨化生產(chǎn)”技術(shù)的出現(xiàn)，填補了世界天然橡膠加工無氨化的技術(shù)空白。
從“能保存、不變質(zhì)”開始
時針撥回到2011年，天一公司還是一家主要從事農(nóng)產(chǎn)品保鮮的農(nóng)業(yè)科技研發(fā)公司。一次偶然的機會，公司一名員工帶來了一桶新鮮的橡膠膠乳，對天一公司總經(jīng)理陸穎說：“別人托咱們想想辦法，研究一下橡膠保鮮的方法。”
“那就試試吧！”陸穎說，抱著玩一玩的心態(tài)，研究團(tuán)隊按照農(nóng)產(chǎn)品保鮮的思路，向橡膠膠乳里添加了一些試劑。幾天過去，從表面上看，橡膠膠乳并沒有發(fā)生變質(zhì)。“此路可行！”陸穎興奮地說。從此，團(tuán)隊開啟了橡膠無氨化生產(chǎn)的研發(fā)之路。
初期的試驗并不順利。添加試劑后，新鮮膠乳有的凝固了，有的變稠了、變臭了，效果并不穩(wěn)定。在開放、密封的不同條件，以及不同溫度下，都會呈現(xiàn)不同的狀態(tài)。盡管團(tuán)隊對配方進(jìn)行了調(diào)整，但不穩(wěn)定性依然存在。研究團(tuán)隊轉(zhuǎn)而用濃縮乳膠做實驗，終于獲得成功——濃縮乳膠的保存期延長到了五六天、一個月，甚至兩個月、三個月。
保鮮劑的研發(fā)初步獲得成功后，天一公司又與海南大學(xué)、北京師范大學(xué)、青島科技大學(xué)等科研機構(gòu)合作研發(fā)，并與海南天然橡膠產(chǎn)業(yè)集團(tuán)合作驗證研究成果，保鮮劑的配方逐漸成熟。2012年，無氨乳膠加工的核心添加劑“出爐”了，“一種天然橡膠乳防凝保鮮劑及其保鮮方法”獲得發(fā)明專利。與易揮發(fā)的氨水不同，保鮮劑綠色環(huán)保、性能穩(wěn)定，不易揮發(fā)。
2012年底，中國天然橡膠協(xié)會組織對天一公司保鮮劑的評審會上，一名來自海南天然橡膠產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司（以下簡稱“海膠集團(tuán)”）的前輩說：“我在天然橡膠行業(yè)干了30多年，最遺憾的是一直未能解決天然橡膠無氨化的問題。橡膠去氨化合是未來的發(fā)展方向。”一席話給了陸穎團(tuán)隊極大的鼓舞。
然而，當(dāng)團(tuán)隊向市場推廣保鮮劑時，“成本”的問題立刻凸顯出來。使用保鮮劑的成本略高于氨水，農(nóng)民對價格很敏感，采用新技術(shù)的意愿不高。由于這項新技術(shù)尚未普及，加工廠也不愿意給出更高的收購價格。
團(tuán)隊將目光轉(zhuǎn)向天然橡膠的加工技術(shù)，研發(fā)配合保鮮劑使用的固化劑，并于2013年獲得發(fā)明專利。自此，天一公司將經(jīng)營重點鎖定在干膠上，與海膠集團(tuán)合作，研發(fā)高鐵上的減震彈簧等附加值較高的特種橡膠，以解決成本帶來的技術(shù)普及難題。
怎樣適應(yīng)市場需求
2017年，天一公司已擁有較成熟的技術(shù)儲備，又重新將研發(fā)的目光投向濃縮乳膠。他們開展了大量試驗，將處理后的濃縮乳膠放置6個月后，再生產(chǎn)手套、床墊、膠鞋等制品。研究團(tuán)隊不斷調(diào)整配方、優(yōu)化工藝，到2018年，無氨乳膠在發(fā)泡（床墊）、浸制品、薄制品（家用手套、醫(yī)用手套）、膠黏劑等制品領(lǐng)域應(yīng)用成功。天一公司也申請到了第三個發(fā)明專利“濃縮綠色無氨乳膠的加工方法及制備”。
2018年起，天一公司市場總監(jiān)于波跑遍了浙江省溫州市、江蘇省揚州市這兩個橡膠加工企業(yè)集中的城市，挨家挨戶向企業(yè)負(fù)責(zé)人推銷橡膠無氨生產(chǎn)的技術(shù)。溫州加博乳膠制品公司總經(jīng)理曾文海看中了技術(shù)帶來的綠色發(fā)展前景，爽快地同意和天一公司合作開發(fā)無氨枕頭、床墊等產(chǎn)品。
曾文海說：“常規(guī)加工過程中，我們要對買來的濃縮乳膠進(jìn)行脫氨，再經(jīng)過乳化、發(fā)泡、烘干等環(huán)節(jié)，最終成型。脫氨需要專門的脫氨設(shè)備，根據(jù)外界氣溫等環(huán)境因素不同，經(jīng)過25~40個小時不間斷地攪拌，用物理的方法去除乳膠中的大部分氨。使用無氨濃縮乳膠就可以省去這一環(huán)節(jié)，節(jié)約了成本。同時，無氨乳膠品質(zhì)也更加穩(wěn)定，排除了因外界因素影響造成的脫氨后氨含量不一致的問題，讓后續(xù)的乳化等工序更加一致，提升了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化率。”
在市場推廣過程中，“水土不服”的問題出現(xiàn)了。一些乳膠制品企業(yè)已習(xí)慣使用高氨乳膠，并形成一套成熟的硫化加工體系。天一公司采用新保存方法和加工方法生產(chǎn)出的無氨濃縮乳膠對原有的硫化體系不太“適應(yīng)”，出現(xiàn)產(chǎn)品合格率下降的現(xiàn)象。“每個企業(yè)的硫化體系都有自己的‘秘方’，為了適應(yīng)這些差異，我們在不同乳膠加工企業(yè)不斷進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化和工藝調(diào)整，使產(chǎn)品更具有適應(yīng)性一致性，最終實現(xiàn)了無氨乳膠技術(shù)在不同環(huán)境中的穩(wěn)定應(yīng)用，實現(xiàn)了批量供貨。”于波說。
“我們在與乳膠制品企業(yè)合作時發(fā)現(xiàn)，有相當(dāng)比例的原材料是從泰國等國家進(jìn)口的橡膠。無論是從企業(yè)自身發(fā)展考慮，還是立足整個行業(yè)，推動無氨橡膠生產(chǎn)技術(shù)走出國門勢在必行。”陸穎介紹，由于天然橡膠是農(nóng)產(chǎn)品，不同地區(qū)、不同的橡膠樹品系，都會造成橡膠的差異，這就要求公司進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)。目前天一公司已與廣東農(nóng)墾橡膠集團(tuán)、泰國泰華樹膠（大眾）有限公司合作，開展小批量實驗性生產(chǎn)，同時計劃在泰國、馬來西亞、越南、老撾等國逐步實驗，爭取更多的合作機會。
技術(shù)有待進(jìn)一步熟化
作為主要起草人之一，天一公司參與了無氨膠乳行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的起草和制訂。無氨乳膠行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已于2023年3月1日發(fā)布并執(zhí)行。
“橡膠無氨生產(chǎn)技術(shù)大大改善了產(chǎn)業(yè)鏈前端從業(yè)人員的工作環(huán)境，杜絕了氨對人體健康的危害。與高氨乳膠發(fā)泡制品相比，無氨橡膠制品回彈性更好，更不易變形，沒有乳膠以外的其他味道；手套的抗老化性能更好。從目前看，無氨橡膠制品各項指標(biāo)均優(yōu)于或等同于同類型高氨制品。加工過程中減少了除氨的工序，經(jīng)我們測算，每噸加工成本可減少200~300元，由于加工環(huán)節(jié)沒有氨的排放，還減少了環(huán)保設(shè)備的投入。”陸穎信心滿滿，“在國家綠色低碳發(fā)展的政策導(dǎo)向下，橡膠作為重要的工業(yè)原料，綠色轉(zhuǎn)型勢在必行。公司將持續(xù)加強技術(shù)研發(fā)、創(chuàng)新和升級，支撐天然橡膠產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展。”
天一公司技術(shù)總監(jiān)譚海生表示：“最初，我們的目標(biāo)只是讓橡膠能保存、不變質(zhì)。但隨著研究的深入，我們發(fā)現(xiàn)，天然膠乳的各項性能、指標(biāo)的變化，以及這些變化對后續(xù)制品加工和制品質(zhì)量的影響遠(yuǎn)比想象中的復(fù)雜。很多時候，濃縮乳膠表面的性狀沒有發(fā)生改變，但內(nèi)部很多‘品質(zhì)性’的東西發(fā)生了變化，這需要長期系統(tǒng)的研究。”
近年來，天一公司不僅在鮮橡膠的早期保存和濃縮乳膠的長期保存上繼續(xù)優(yōu)化保鮮技術(shù)，同時將研究重點放在無氨專用膠乳的研發(fā)試驗上。多年來，我國用于醫(yī)用（安全套）、食品、嬰幼兒制品等領(lǐng)域的高端專用乳膠均依賴進(jìn)口，天一公司與中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院加工所、廣東農(nóng)墾橡膠茂名公司、廣州雙一乳膠制品廠建立起“產(chǎn)學(xué)研用”的合作模式，力爭研發(fā)試驗出高端專用無氨乳膠，實現(xiàn)國產(chǎn)化替代。
無氨濃縮乳膠的價格略高于含氨乳膠，依然是阻礙天一公司的技術(shù)進(jìn)一步推廣的因素之一。譚海生說：“目前我們已經(jīng)打下很好基礎(chǔ)，但無氨生產(chǎn)技術(shù)特別是專用乳膠的相關(guān)技術(shù)推廣有一個‘熟化’的過程。要讓人們充分認(rèn)識到它的優(yōu)點，讓下游企業(yè)廣泛接受這項技術(shù)，讓消費者形成使用無氨橡膠的習(xí)慣，還有很長的路要走。”
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