【编者按】
近年来，我国热作产业技术自主创新的步伐不断加快，涌现出一批标志性成果。这些技术创新破解了长期困扰产业发展的瓶颈问题，填补了相关领域的空白，不仅实现了作物高产稳产、生产节本增效和绿色环保，推动产业可持续发展，进一步解放劳动力，促进热区乡村振兴和农民增收，还为世界相关技术转型提供了中国方案，促进了国际交流合作，提升我国科技在相应领域的影响力和话语权。对于天然橡胶等战略产业，技术创新为保障战略物资安全供给、维持供应链稳定提供了支撑，对于国家安全和热作经济高质量发展意义重大。即日起，本刊推出“聚焦热作技术创新”专栏，讲述热作新技术从诞生、成熟到推广直至走向世界的故事。
在新鲜橡胶胶乳中加入保鲜剂替代氨水，在后期加工过程中加入固化剂以替代甲酸——北京天一瑞博科技发展有限公司（以下简称“天一公司”）研发出的“天然橡胶（浓缩胶乳）无氨化生产技术”，包括“天然橡胶乳防凝保鲜剂及其保鲜方法”“天然乳胶生物固化剂及其固化方法”“绿色环保型天然橡胶及其制备方法”“绿色环保型浓缩天然乳胶及其制备方法”四项专利技术，让天然橡胶从采集、加工到制品加工的全产业链都能实现绿色无氨化生产。
天然橡胶是一种高蛋白物质，新鲜的橡胶胶乳如果不处理，在4小时后就逐渐变质和凝固。目前，业内普遍的做法是在原料收集、保存、加工等环节使用氨水作为添加剂。然而，氨水具有刺激性，且容易挥发，既会对环境造成污染，又会对从业人员的身体健康造成危害。从源头上消除氨的使用，实现天然橡胶高质量、绿色化加工，是行业发展趋势。在长达160多年的时间里，中国、泰国、马来西亚等产胶国投入了大量人力物力进行研发，中氨、低氨乳胶不断出现，但尚无真正的无氨乳胶。“天然橡胶（浓缩胶乳）的无氨化生产”技术的出现，填补了世界天然橡胶加工无氨化的技术空白。
从“能保存、不变质”开始
时针拨回到2011年，天一公司还是一家主要从事农产品保鲜的农业科技研发公司。一次偶然的机会，公司一名员工带来了一桶新鲜的橡胶胶乳，对天一公司总经理陆颖说：“别人托咱们想想办法，研究一下橡胶保鲜的方法。”
“那就试试吧！”陆颖说，抱着玩一玩的心态，研究团队按照农产品保鲜的思路，向橡胶胶乳里添加了一些试剂。几天过去，从表面上看，橡胶胶乳并没有发生变质。“此路可行！”陆颖兴奋地说。从此，团队开启了橡胶无氨化生产的研发之路。
初期的试验并不顺利。添加试剂后，新鲜胶乳有的凝固了，有的变稠了、变臭了，效果并不稳定。在开放、密封的不同条件，以及不同温度下，都会呈现不同的状态。尽管团队对配方进行了调整，但不稳定性依然存在。研究团队转而用浓缩乳胶做实验，终于获得成功——浓缩乳胶的保存期延长到了五六天、一个月，甚至两个月、三个月。
保鲜剂的研发初步获得成功后，天一公司又与海南大学、北京师范大学、青岛科技大学等科研机构合作研发，并与海南天然橡胶产业集团合作验证研究成果，保鲜剂的配方逐渐成熟。2012年，无氨乳胶加工的核心添加剂“出炉”了，“一种天然橡胶乳防凝保鲜剂及其保鲜方法”获得发明专利。与易挥发的氨水不同，保鲜剂绿色环保、性能稳定，不易挥发。
2012年底，中国天然橡胶协会组织对天一公司保鲜剂的评审会上，一名来自海南天然橡胶产业集团有限公司（以下简称“海胶集团”）的前辈说：“我在天然橡胶行业干了30多年，最遗憾的是一直未能解决天然橡胶无氨化的问题。橡胶去氨化合是未来的发展方向。”一席话给了陆颖团队极大的鼓舞。
然而，当团队向市场推广保鲜剂时，“成本”的问题立刻凸显出来。使用保鲜剂的成本略高于氨水，农民对价格很敏感，采用新技术的意愿不高。由于这项新技术尚未普及，加工厂也不愿意给出更高的收购价格。
团队将目光转向天然橡胶的加工技术，研发配合保鲜剂使用的固化剂，并于2013年获得发明专利。自此，天一公司将经营重点锁定在干胶上，与海胶集团合作，研发高铁上的减震弹簧等附加值较高的特种橡胶，以解决成本带来的技术普及难题。
怎样适应市场需求
2017年，天一公司已拥有较成熟的技术储备，又重新将研发的目光投向浓缩乳胶。他们开展了大量试验，将处理后的浓缩乳胶放置6个月后，再生产手套、床垫、胶鞋等制品。研究团队不断调整配方、优化工艺，到2018年，无氨乳胶在发泡（床垫）、浸制品、薄制品（家用手套、医用手套）、胶黏剂等制品领域应用成功。天一公司也申请到了第三个发明专利“浓缩绿色无氨乳胶的加工方法及制备”。
2018年起，天一公司市场总监于波跑遍了浙江省温州市、江苏省扬州市这两个橡胶加工企业集中的城市，挨家挨户向企业负责人推销橡胶无氨生产的技术。温州加博乳胶制品公司总经理曾文海看中了技术带来的绿色发展前景，爽快地同意和天一公司合作开发无氨枕头、床垫等产品。
曾文海说：“常规加工过程中，我们要对买来的浓缩乳胶进行脱氨，再经过乳化、发泡、烘干等环节，最终成型。脱氨需要专门的脱氨设备，根据外界气温等环境因素不同，经过25~40个小时不间断地搅拌，用物理的方法去除乳胶中的大部分氨。使用无氨浓缩乳胶就可以省去这一环节，节约了成本。同时，无氨乳胶品质也更加稳定，排除了因外界因素影响造成的脱氨后氨含量不一致的问题，让后续的乳化等工序更加一致，提升了产品的标准化率。”
在市场推广过程中，“水土不服”的问题出现了。一些乳胶制品企业已习惯使用高氨乳胶，并形成一套成熟的硫化加工体系。天一公司采用新保存方法和加工方法生产出的无氨浓缩乳胶对原有的硫化体系不太“适应”，出现产品合格率下降的现象。“每个企业的硫化体系都有自己的‘秘方’，为了适应这些差异，我们在不同乳胶加工企业不断进行技术优化和工艺调整，使产品更具有适应性一致性，最终实现了无氨乳胶技术在不同环境中的稳定应用，实现了批量供货。”于波说。
“我们在与乳胶制品企业合作时发现，有相当比例的原材料是从泰国等国家进口的橡胶。无论是从企业自身发展考虑，还是立足整个行业，推动无氨橡胶生产技术走出国门势在必行。”陆颖介绍，由于天然橡胶是农产品，不同地区、不同的橡胶树品系，都会造成橡胶的差异，这就要求公司进一步改进技术。目前天一公司已与广东农垦橡胶集团、泰国泰华树胶（大众）有限公司合作，开展小批量实验性生产，同时计划在泰国、马来西亚、越南、老挝等国逐步实验，争取更多的合作机会。
技术有待进一步熟化
作为主要起草人之一，天一公司参与了无氨胶乳行业标准和团体标准的起草和制订。无氨乳胶行业标准已于2023年3月1日发布并执行。
“橡胶无氨生产技术大大改善了产业链前端从业人员的工作环境，杜绝了氨对人体健康的危害。与高氨乳胶发泡制品相比，无氨橡胶制品回弹性更好，更不易变形，没有乳胶以外的其他味道；手套的抗老化性能更好。从目前看，无氨橡胶制品各项指标均优于或等同于同类型高氨制品。加工过程中减少了除氨的工序，经我们测算，每吨加工成本可减少200~300元，由于加工环节没有氨的排放，还减少了环保设备的投入。”陆颖信心满满，“在国家绿色低碳发展的政策导向下，橡胶作为重要的工业原料，绿色转型势在必行。公司将持续加强技术研发、创新和升级，支撑天然橡胶产业绿色发展。”
天一公司技术总监谭海生表示：“最初，我们的目标只是让橡胶能保存、不变质。但随着研究的深入，我们发现，天然胶乳的各项性能、指标的变化，以及这些变化对后续制品加工和制品质量的影响远比想象中的复杂。很多时候，浓缩乳胶表面的性状没有发生改变，但内部很多‘品质性’的东西发生了变化，这需要长期系统的研究。”
近年来，天一公司不仅在鲜橡胶的早期保存和浓缩乳胶的长期保存上继续优化保鲜技术，同时将研究重点放在无氨专用胶乳的研发试验上。多年来，我国用于医用（安全套）、食品、婴幼儿制品等领域的高端专用乳胶均依赖进口，天一公司与中国热带农业科学院加工所、广东农垦橡胶茂名公司、广州双一乳胶制品厂建立起“产学研用”的合作模式，力争研发试验出高端专用无氨乳胶，实现国产化替代。
无氨浓缩乳胶的价格略高于含氨乳胶，依然是阻碍天一公司的技术进一步推广的因素之一。谭海生说：“目前我们已经打下很好基础，但无氨生产技术特别是专用乳胶的相关技术推广有一个‘熟化’的过程。要让人们充分认识到它的优点，让下游企业广泛接受这项技术，让消费者形成使用无氨橡胶的习惯，还有很长的路要走。”
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