【編者按】
近年來，我國熱作產業(yè)技術自主創(chuàng)新的步伐不斷加快，涌現出一批標志性成果。這些技術創(chuàng)新破解了長期困擾產業(yè)發(fā)展的瓶頸問題，填補了相關領域的空白，不僅實現了作物高產穩(wěn)產、生產節(jié)本增效和綠色環(huán)保，推動產業(yè)可持續(xù)發(fā)展，進一步解放勞動力，促進熱區(qū)鄉(xiāng)村振興和農民增收，還為世界相關技術轉型提供了中國方案，促進了國際交流合作，提升我國科技在相應領域的影響力和話語權。對于天然橡膠等戰(zhàn)略產業(yè)，技術創(chuàng)新為保障戰(zhàn)略物資安全供給、維持供應鏈穩(wěn)定提供了支撐，對于國家安全和熱作經濟高質量發(fā)展意義重大。即日起，本刊推出“聚焦熱作技術創(chuàng)新”專欄，講述熱作新技術從誕生、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）無氨化生產技術”，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，讓天然橡膠從采集、加工到制品加工的全產業(yè)鏈都能實現綠色無氨化生產。
天然橡膠是一種高蛋白物質，新鮮的橡膠膠乳如果不處理，在4小時后就逐漸變質和凝固。目前，業(yè)內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，實現天然橡膠高質量、綠色化加工，是行業(yè)發(fā)展趨勢。在長達160多年的時間里，中國、泰國、馬來西亞等產膠國投入了大量人力物力進行研發(fā)，中氨、低氨乳膠不斷出現，但尚無真正的無氨乳膠。“天然橡膠（濃縮膠乳）的無氨化生產”技術的出現，填補了世界天然橡膠加工無氨化的技術空白。
從“能保存、不變質”開始
時針撥回到2011年，天一公司還是一家主要從事農產品保鮮的農業(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)，研究團隊按照農產品保鮮的思路，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?！按寺房尚?！”陸穎興奮地說。從此，團隊開啟了橡膠無氨化生產的研發(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，都會呈現不同的狀態(tài)。盡管團隊對配方進行了調整，但不穩(wěn)定性依然存在。研究團隊轉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、北京師范大學、青島科技大學等科研機構合作研發(fā)，并與海南天然橡膠產業(yè)集團合作驗證研究成果，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業(yè)集團有限公司（以下簡稱“海膠集團”）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?！币幌捊o了陸穎團隊極大的鼓舞。
然而，當團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，農民對價格很敏感，采用新技術的意愿不高。由于這項新技術尚未普及，加工廠也不愿意給出更高的收購價格。
團隊將目光轉向天然橡膠的加工技術，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，天一公司將經營重點鎖定在干膠上，與海膠集團合作，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普及難題。
怎樣適應市場需求
2017年，天一公司已擁有較成熟的技術儲備，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，再生產手套、床墊、膠鞋等制品。研究團隊不斷調整配方、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）、膠黏劑等制品領域應用成功。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)負責人推銷橡膠無氨生產的技術。溫州加博乳膠制品公司總經理曾文海看中了技術帶來的綠色發(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行脫氨，再經過乳化、發(fā)泡、烘干等環(huán)節(jié)，最終成型。脫氨需要專門的脫氨設備，根據外界氣溫等環(huán)境因素不同，經過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，提升了產品的標準化率?！?
在市場推廣過程中，“水土不服”的問題出現了。一些乳膠制品企業(yè)已習慣使用高氨乳膠，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出的無氨濃縮乳膠對原有的硫化體系不太“適應”，出現產品合格率下降的現象。“每個企業(yè)的硫化體系都有自己的‘秘方’，為了適應這些差異，我們在不同乳膠加工企業(yè)不斷進行技術優(yōu)化和工藝調整，使產品更具有適應性一致性，最終實現了無氨乳膠技術在不同環(huán)境中的穩(wěn)定應用，實現了批量供貨?！庇诓ㄕf。
“我們在與乳膠制品企業(yè)合作時發(fā)現，有相當比例的原材料是從泰國等國家進口的橡膠。無論是從企業(yè)自身發(fā)展考慮，還是立足整個行業(yè)，推動無氨橡膠生產技術走出國門勢在必行。”陸穎介紹，由于天然橡膠是農產品，不同地區(qū)、不同的橡膠樹品系，都會造成橡膠的差異，這就要求公司進一步改進技術。目前天一公司已與廣東農墾橡膠集團、泰國泰華樹膠（大眾）有限公司合作，開展小批量實驗性生產，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。
技術有待進一步熟化
作為主要起草人之一，天一公司參與了無氨膠乳行業(yè)標準和團體標準的起草和制訂。無氨乳膠行業(yè)標準已于2023年3月1日發(fā)布并執(zhí)行。
“橡膠無氨生產技術大大改善了產業(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)保設備的投入?！标懛f信心滿滿，“在國家綠色低碳發(fā)展的政策導向下，橡膠作為重要的工業(yè)原料，綠色轉型勢在必行。公司將持續(xù)加強技術研發(fā)、創(chuàng)新和升級，支撐天然橡膠產業(yè)綠色發(fā)展。”
天一公司技術總監(jiān)譚海生表示：“最初，我們的目標只是讓橡膠能保存、不變質。但隨著研究的深入，我們發(fā)現，天然膠乳的各項性能、指標的變化，以及這些變化對后續(xù)制品加工和制品質量的影響遠比想象中的復雜。很多時候，濃縮乳膠表面的性狀沒有發(fā)生改變，但內部很多‘品質性’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，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、嬰幼兒制品等領域的高端專用乳膠均依賴進口，天一公司與中國熱帶農業(yè)科學院加工所、廣東農墾橡膠茂名公司、廣州雙一乳膠制品廠建立起“產學研用”的合作模式，力爭研發(fā)試驗出高端專用無氨乳膠，實現國產化替代。
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進一步推廣的因素之一。譚海生說：“目前我們已經打下很好基礎，但無氨生產技術特別是專用乳膠的相關技術推廣有一個‘熟化’的過程。要讓人們充分認識到它的優(yōu)點，讓下游企業(yè)廣泛接受這項技術，讓消費者形成使用無氨橡膠的習慣，還有很長的路要走。”
責任編輯：事業(yè)發(fā)展處
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