橡胶材料与我们的生活密切相关，老百姓每天的衣食住行都离不开橡胶材料。但目前传统的天然橡胶和合成橡胶都面临资源不足的难题。于是，各国把目光对准了生物基橡胶的开发。

1.橡胶资源日益缺乏

橡胶材料按照来源可以分为来自三叶香蕉树胶乳的天然橡胶，以及源自化石基原料的合成橡胶。

自1839年美国人固特异（Good Year）发明硫化橡胶以来，天然橡胶与合成橡胶陆续进入现代社会的方方面面，至今已经为现代文明社会服务了近180年，在今后相当长的时间内，也还将继续服务于现代文明社会。

但是，目前无论是合成橡胶还是天然橡胶，都面临着资源不足的难题。合成橡胶以石油等化石资源为原料，在能源、资源与环境都受到严重挑战的今天，以大量不可再生的能源、资源消耗为代价的现代合成橡胶工业，正面临着严峻的考验。

根据英国BP石油公司的统计数据，目前全球探明的石油储备只够维持42年的消耗、天然气储备只够维持60年的消耗、煤炭储备只够维持130年的消耗，合成橡胶的发展将不可持续。

同时，我国石油资源严重不足，60%依赖进口，超过80%以上的石油被当做能源消耗掉，而贡献到石油化工的石油原料仅为12%。

我国合成橡胶的发展不但受制于油气资源短缺的困境，还会受到化石能源旺盛需求的挤压，未来很有可能面临无米下锅的窘境。

随着全球变暖趋势日益明显，以化石资源为原料的合成橡胶工业也面临着节能减排的压力。欧盟正在着手立法，考虑今后输入欧盟的产品必须加大可再生资源的比例，其中轮胎将是受到重点监控的产品。

美、日等发达国家政府也正在制定标准，规范可再生资源的范围以及检测方法。

天然橡胶方面，由于受到气候、病虫害以及地缘政治的影响，我国天然橡胶的发展面临严峻的形势。

我国天然橡胶消耗巨大，自产不足，严重依赖进口，2017年消耗天然橡胶548万吨，占到全球总消耗量的42%，其中自产81万吨、进口546万吨。

而三叶橡胶树仅适生于南北纬15度的热带雨林里内，我国适种面积几乎开发殆尽，天然橡胶进一步发展的潜力有限。再加上三叶橡胶树面临南美叶疫病的威胁，使全球天然橡胶种植产业十分脆弱。

此外，天然橡胶的收割无法实现大规模机械化作业，年轻人越来越多地远离种植农场、进入大城市工作，三叶橡胶的种植与收获面临劳工日益短缺的困境。

2.生物基橡胶是新思路

面对这种情况，一些发达国家已行动起来，未雨绸缪，规划生物基橡胶的发展方向，布局生物基橡胶的工业框架。

所谓生物橡基橡胶，指的是利用生物基原材料合成制备的橡胶，以及利用三叶橡胶树之外的其他植物产生的胶乳所生产的橡胶。

在合成橡胶方面，欧美发达国家注重传统橡胶合成单体的生物基化，比如美国固特异(Goodyear)公司利用糖源开发生物基异戊二烯，进而合成出生物基异戊橡胶，最终制备出生物基异戊橡胶轮胎；阿朗新科利用甘蔗渣开发出生物基乙烯，与石油基丙烯共聚合，合成生物基三元乙丙橡胶，其中的生物基原料比例可达70%。

2018年世界杯比赛用球就是使用阿郎新科的这种材料制作，实现了生物基橡胶的真正应用。此外，阿朗新科也建设了一套生物基异丁烯中试装置并试产出一批由生物基原料合成的丁基橡胶。

美、日、欧不产天然橡胶，因此对于替代性天然橡胶的开发更为急迫。2007年，美国组成PENRA联盟并实施“卓越计划（2007-2011-2020）”，欧盟于2008年组成EU-pearls联盟实施“珍珠计划（2008-2012）”，随后又组成DRIVE4EU联盟启动第二期“驱动计划（2014-2018）”。

这些计划的目的都是立足本地区开发三叶橡胶以外的可替代胶源，满足本土对于天然橡胶的需求，降低对于东南亚三叶橡胶的依赖。在这些计划中，蒲公英橡胶都是他们的首选目标。

2013年，德国大陆轮胎公司在欧盟“珍珠计划”的基础上，独自投资3500万欧元在位于波罗的海岸的安克拉姆建设了蒲公英橡胶研发中心，目标是利用蒲公英橡胶低玻璃化转变温度以及超柔软特性，开发适合于欧洲冬季气候条件的雪地胎，占据了蒲公英橡胶产业化先机。

日本国土面积狭小，无法独自开发蒲公英橡胶等第二天然胶源。因此，日本普利司通北美研发中心参与到PENRA联盟中，以确保未来天然橡胶的稳定供应。

目前。欧美已经制备出蒲公英橡胶轮胎和自行车胎，正向着商业化的路线稳步前进。

我国在生物基橡胶材料研发的进展

我国在生物基橡胶材料研发的进展。主要包括原创型生物基可降解聚酯橡胶材料、原创型不降解的生物基衣康酸酯橡胶材料、液相法超聚态天然橡胶材料及环氧化天然橡胶以及蒲公英橡胶的最新进展。

北京化工大学研制成功了世界第一批丁烯二醇基生物基聚酯橡胶可降解轮胎，能够提高轮胎的抗湿滑、低滚阻性能。现在已经取得了弹性体制备及方法、弹性体胎面胶、复合轮胎及制备方法等3项专利。CNAS等出具的降解性能评价显示，生物基聚酯橡胶符合“全生命周期”特征。

张立群通报了生物基可降解聚酯橡胶战略规划，除已经研制成功的可降解轮胎外，北化还在与多方合作，共同研发可降解鞋、高低温耐油密封圈、TPV制品等工业产品外，还有可降解口香糖等日用品。

就在一个月前的5月25日，由北京化工大学先进弹性体材料研究中心为主完成的“官能化生物基衣康酸酯-丁二烯橡胶”通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。

官能化生物基衣康酸酯-丁二烯橡胶作为我国原创的合成橡胶品种，北化历经13年的科学研究。

在山东京博中聚新材料有限公司建成了世界首条千吨级示范生产线；在山东玲珑轮胎股份有限公司工业化生产线上试制了生物基绿色轮胎，滚动阻力达到了欧盟标签法B级水平。

据估算，生产1吨官能化生物基衣康酸酯-丁二烯橡胶，相比传统石油基合成橡胶，能够减少碳排放1.44吨，可以为我国橡胶行业实施 “碳达峰”“碳中和”战略提供积极支撑。

世界首批官能化生物基衣康酸酯-丁二烯橡胶胶乳及生胶

世界首批官能化生物基衣康酸酯-丁二烯橡胶轮胎

张立群说，天然橡胶是全球最大的可直接未加工改型使用的生物基高分子材料，1吨天然橡胶从植物合成到轮胎生命终止总计排放二氧化碳2.7吨，仅是合成橡胶全生命周期二氧化碳10.2吨的约1／4。每1吨天然橡胶进行环氧化改型产生7.7吨二氧化碳，按前述橡胶树每生产1吨天然橡胶能吸收17.5吨的二氧化碳计算，每生产1吨环氧化天然橡胶能消耗9.8吨二氧化碳。

环氧化天然橡胶不仅符合绿色轮胎制造的理念，而且硫化胶用作胎面胶的综合动态性能非常好。将其与天然橡胶按一定比例配合生产的载重子午胎，改善了撕裂强度，并进一步提高了载重胎的综合性能。其还能完全代替SSBR用于绿色轿车轮胎的生产，材料的力学性能、抗湿滑性能、耐磨性能进一步增强，符合新时代节能减排的要求。北化已经与海胶集团、海南大学合作，建设了中试实验平台。

北化与西双版纳圣润橡胶合作开发出了“高频微剪切液相工艺制备超聚态高性能橡胶材料新技术”。一套装置已经开发出3种新材料：超聚态天然橡胶、超聚态天然橡胶纳米复合材料、超聚态与硫化胶基制品。检测数据显示，超聚态天然橡胶基本与进口1号烟片胶技术指标持平。已经在两家企业生产出了半钢胎的试验胎。

我国蒲公英橡胶研究始于2012年，2014年9月，在山东玲珑生产的3条蒲公英橡胶轮胎样胎在当年召开的国际橡胶会议上展出，引起业界高度关注。2015年，中国蒲公英橡胶产业创新联盟建立，项目利用“十三五”国家重点研发计划的资助，开发出“绿色高效蒲公英橡胶制备关键技术”，还在哈尔滨建设了100吨级绿色水基工艺路线自动化提胶装置，今天试车。“如果不是参加今天的论坛，作为研发计划的主要人员，我按说应该过去参加仪式。”张立群说，该全新装置的试车，将会为下游产业广泛的产品验证提供充足的蒲公英橡胶原料。

蒲公英橡胶的开发必须遵循综合开发的技术路线，形成天然橡胶+菊糖（乙醇）+蒲公英茶+饲料+有机肥的全产业链条。

每一项技术成果的成功，饱含科研技术人员多年的辛苦付出。希望业界支持生物基橡胶的研究发展，高度重视生物质资源的高附加值利用，为促进橡胶产业的绿色可持续发展、实现“双碳”战略目标，作出应有的贡献。

文章来源： TK生物基材料，中国橡胶杂志