橡膠應(yīng)用場景廣泛，我國是橡膠消費(fèi)大國，但天然橡膠資源不足、合成橡膠依賴化石資源，在碳中和、碳達(dá)峰戰(zhàn)略背景下，橡膠產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)亟需升級(jí)，生物基橡膠市場將迎來發(fā)展機(jī)遇。
01 生物基橡膠行業(yè)目前發(fā)展的熱點(diǎn)是什么？
在“雙碳”政策之下，橡膠行業(yè)的發(fā)展必須走綠色化的道路，從生物基原料中取材是其發(fā)展的重要支撐點(diǎn)。
天然橡膠是橡膠行業(yè)中最具有碳中和潛力的材料。然而，我國天然橡膠資源匱乏，只有云南、海南可以生產(chǎn)天然橡膠，產(chǎn)量極低，這使得我國天然橡膠的進(jìn)口依存度較高。2019年我國天然橡膠的消費(fèi)量約為555萬噸天然橡膠，其中520萬噸是進(jìn)口的。
王朝指出，生物基橡膠行業(yè)的發(fā)展趨勢可從三個(gè)子類別去討論，分別是天然橡膠、生物基傳統(tǒng)合成橡膠、新型生物基合成橡膠。這三者各有其發(fā)展熱點(diǎn)，但都與社會(huì)發(fā)展進(jìn)程、政策環(huán)境及橡膠行業(yè)自身資源特點(diǎn)相適應(yīng)。
生物基橡膠可以分為天然橡膠和生物基合成橡膠兩類，后者又可以分為生物基傳統(tǒng)合成橡膠和新型生物基合成橡膠。
我國天然橡膠樹產(chǎn)量很低，但是從我國特有的植物蒲公英和杜仲樹中，也能提取出天然橡膠。這兩種植物的含膠量沒有那么高，我們可以通過基因改性的方法去提高植物的含膠量，可以改進(jìn)提膠工藝提高產(chǎn)率。這是它的核心問題。
生物基傳統(tǒng)橡膠是以同結(jié)構(gòu)生物基原料替換石油基原料制備得到的橡膠。現(xiàn)在國際上逐漸出現(xiàn)了生物基乙烯、生物基丁二烯、生物基異物二烯等，通過生物基烯烴類單體替換石油基烯烴類單體，來實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品的低碳化、綠色化。
這類橡膠的優(yōu)點(diǎn)是不需要市場驗(yàn)證，可以直接取代現(xiàn)有的石油基橡膠。其現(xiàn)存主要問題是生物基烯烴原料成本過高、生產(chǎn)過程復(fù)雜，限制了應(yīng)用。這類橡膠發(fā)展重點(diǎn)就在于如何通過優(yōu)化生物煉制工藝來提高生物基烯烴轉(zhuǎn)化率，降低成本。
新型生物基合成橡膠的發(fā)展方向是如何通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以開發(fā)出更多新牌號(hào)的產(chǎn)品。因?yàn)樾缕贩N橡膠沒有參比物，因此要針對(duì)目標(biāo)市場去設(shè)計(jì)相應(yīng)的分子結(jié)構(gòu)，這是該類橡膠的研究熱點(diǎn)。另外，要加快這類橡膠的市場驗(yàn)證，盡快去實(shí)現(xiàn)萬噸級(jí)生產(chǎn)規(guī)模，使其市場化。
目前，通過不同的生物發(fā)酵得到原材料化學(xué)品、設(shè)計(jì)合成新生物基彈性體的研究非常多。如果現(xiàn)在所有石油基原料都可以由生物基發(fā)酵獲得，那么現(xiàn)在所有高分子材料都可以實(shí)現(xiàn)生物基。
02 輪胎行業(yè)價(jià)格敏感度高，鞋行業(yè)附加值高
根據(jù)Grand View Research全球可持續(xù)鞋類市場分析，包括耐克、阿迪達(dá)斯、匡威在內(nèi)的許多知名鞋企品牌都在開發(fā)出更加“碳中和風(fēng)格”的鞋子。
例如，2019年4月，阿迪達(dá)斯推出了完全可回收的Futurecraft Loop運(yùn)動(dòng)鞋系列。2022年10月，F(xiàn)ILA斐樂推出使用多種廢料回收再生環(huán)保材質(zhì)打造新產(chǎn)品FILA鯨魚鞋。彪馬推出了Puma InCycle鞋系列，宣稱100%生物降解；耐克使用再生皮革，阿迪達(dá)斯使用再生塑料，銳步推出了植物衍生的石油基跑步鞋。
目前，國內(nèi)對(duì)生物基輪胎、生物基鞋的補(bǔ)貼政策暫未出現(xiàn)，請(qǐng)問生物基橡膠下游企業(yè)對(duì)生物基橡膠的反響如何？
就目前對(duì)橡膠行業(yè)來說，最大的下游市場分別是輪胎和鞋子，前者占了60-70%。輪胎制造商家對(duì)橡膠價(jià)格的敏感度較高；制鞋企對(duì)價(jià)格的敏感度要低一些。目前，我們生產(chǎn)出的生物基橡膠產(chǎn)品，其成本比石油基橡膠要高一些。
鞋子對(duì)橡膠的性能要求沒有那么高，市場相對(duì)成熟。在環(huán)保風(fēng)潮下，國內(nèi)外鞋企均在尋找生物基橡膠或者是可降解橡膠。雖然目前國外的各大品牌商陸續(xù)推出了各種概念性的生基鞋環(huán)保鞋、回收鞋等，但由于缺乏可降解的橡膠材料，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)全生物降解的鞋。
在對(duì)接需求的過程，我們發(fā)現(xiàn)，鞋企基本都愿意去接受這樣一個(gè)新的環(huán)保的橡膠材料。具體來說，鞋企需求大致可以分為兩類。第一類制鞋企想走量，希望有更低成本的橡膠用料；第二類制鞋企想要有很好的環(huán)保宣傳理念，這樣它就能接受更高價(jià)格的橡膠。
輪胎企業(yè)在環(huán)境和社會(huì)責(zé)任方面也在努力。例如，德國大陸集團(tuán)在2021年9月發(fā)布了Conti GreenConcept 綠色概念輪胎，其使用的原材料有50%以上來自于回收利用或可再生的資源。
國內(nèi)輪胎企業(yè)也致力于推動(dòng)環(huán)保。我們團(tuán)隊(duì)與山東玲瓏輪胎公司有緊密的合作，他們?cè)敢庠谶€沒有看到利潤回報(bào)之前不斷投入，一起開發(fā)出全球首條可生物降解輪胎。令人欣慰的是，我們合作制造的生物基可降解輪胎將在可預(yù)見的時(shí)間內(nèi)開始在市場上推廣。
今年8月，我們?cè)诒本┗ご髮W(xué)舉辦了“全生物基可降解小白鞋”的發(fā)布會(huì)，給北化學(xué)生送出500雙全生物基可降解鞋?；顒?dòng)后，很多制鞋企業(yè)和品牌商找到我們，希望我們?nèi)退麄冮_發(fā)生物基鞋底或是可降解鞋底，進(jìn)一步去做全生物基可降解的鞋子。我能感受得到，這是在當(dāng)前制鞋行業(yè)一個(gè)非常緊迫的需求。
03 讓中國橡膠走向世界前沿
如何做出領(lǐng)先的學(xué)術(shù)成果、如何造出中國人自己發(fā)明的橡膠材料、如何讓中國的橡膠研究走向世界前沿、如何讓中國橡膠工業(yè)受到國際尊重……
豐富的生物質(zhì)原料被認(rèn)為是綠色化工原料的未來出路，利用豐富的生物基化學(xué)品平臺(tái)，設(shè)計(jì)制備新型生物基彈性體材料或轉(zhuǎn)化為傳統(tǒng)單體再制備傳統(tǒng)的彈性體材料，將會(huì)是一個(gè)發(fā)展迅速和十分具有競爭力的領(lǐng)域。經(jīng)過十余年的努力，北京化工大學(xué)在這一領(lǐng)域已經(jīng)處于國際引領(lǐng)地位。
此外，可靶向斷裂交聯(lián)鍵橡膠、非硫黃綠色交聯(lián)橡膠、低VOC排放高效能偶聯(lián)劑、生物基偶聯(lián)劑、抗遷移防老劑、生物醫(yī)用橡膠制件、人工肌肉彈性體、可穿戴智能響應(yīng)橡膠制件等等，張立群和團(tuán)隊(duì)的這些研究已經(jīng)或正在學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界開花結(jié)果。
展望未來，橡膠材料及制品的高性能化、功能化和綠色化是當(dāng)前世界橡膠工業(yè)的重大主題，橡膠材料科學(xué)與工程與資源、環(huán)境、能源、生命健康、體育娛樂、人工智能與機(jī)器人等諸多事關(guān)人類未來重大發(fā)展的主題都有著很高的交叉性和關(guān)聯(lián)性，今后的發(fā)展仍將生機(jī)無限。
針對(duì)這些新興領(lǐng)域?qū)ο鹉z新材料的重大需求，張立群和團(tuán)隊(duì)凝練出六大研究方向：橡膠材料基因組科學(xué)與技術(shù)、橡膠納米復(fù)合材料科學(xué)與技術(shù)、特種橡膠材料科學(xué)與技術(shù)、能源橡膠材料科學(xué)與技術(shù)、生命健康橡膠材料科學(xué)與技術(shù)、資源生態(tài)橡膠材料科學(xué)與技術(shù)，并將在這些領(lǐng)域繼續(xù)為提升中國橡膠行業(yè)在全球的影響力孜孜以求，為中國橡膠強(qiáng)國夢努力奮斗，為人類命運(yùn)共同體做出貢獻(xiàn)。
文章來源： DT新材料，中國化工報(bào)，新思界網(wǎng)
01 生物基橡膠行業(yè)目前發(fā)展的熱點(diǎn)是什么？
在“雙碳”政策之下，橡膠行業(yè)的發(fā)展必須走綠色化的道路，從生物基原料中取材是其發(fā)展的重要支撐點(diǎn)。
天然橡膠是橡膠行業(yè)中最具有碳中和潛力的材料。然而，我國天然橡膠資源匱乏，只有云南、海南可以生產(chǎn)天然橡膠，產(chǎn)量極低，這使得我國天然橡膠的進(jìn)口依存度較高。2019年我國天然橡膠的消費(fèi)量約為555萬噸天然橡膠，其中520萬噸是進(jìn)口的。
王朝指出，生物基橡膠行業(yè)的發(fā)展趨勢可從三個(gè)子類別去討論，分別是天然橡膠、生物基傳統(tǒng)合成橡膠、新型生物基合成橡膠。這三者各有其發(fā)展熱點(diǎn)，但都與社會(huì)發(fā)展進(jìn)程、政策環(huán)境及橡膠行業(yè)自身資源特點(diǎn)相適應(yīng)。
生物基橡膠可以分為天然橡膠和生物基合成橡膠兩類，后者又可以分為生物基傳統(tǒng)合成橡膠和新型生物基合成橡膠。
我國天然橡膠樹產(chǎn)量很低，但是從我國特有的植物蒲公英和杜仲樹中，也能提取出天然橡膠。這兩種植物的含膠量沒有那么高，我們可以通過基因改性的方法去提高植物的含膠量，可以改進(jìn)提膠工藝提高產(chǎn)率。這是它的核心問題。
生物基傳統(tǒng)橡膠是以同結(jié)構(gòu)生物基原料替換石油基原料制備得到的橡膠。現(xiàn)在國際上逐漸出現(xiàn)了生物基乙烯、生物基丁二烯、生物基異物二烯等，通過生物基烯烴類單體替換石油基烯烴類單體，來實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品的低碳化、綠色化。
這類橡膠的優(yōu)點(diǎn)是不需要市場驗(yàn)證，可以直接取代現(xiàn)有的石油基橡膠。其現(xiàn)存主要問題是生物基烯烴原料成本過高、生產(chǎn)過程復(fù)雜，限制了應(yīng)用。這類橡膠發(fā)展重點(diǎn)就在于如何通過優(yōu)化生物煉制工藝來提高生物基烯烴轉(zhuǎn)化率，降低成本。
新型生物基合成橡膠的發(fā)展方向是如何通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以開發(fā)出更多新牌號(hào)的產(chǎn)品。因?yàn)樾缕贩N橡膠沒有參比物，因此要針對(duì)目標(biāo)市場去設(shè)計(jì)相應(yīng)的分子結(jié)構(gòu)，這是該類橡膠的研究熱點(diǎn)。另外，要加快這類橡膠的市場驗(yàn)證，盡快去實(shí)現(xiàn)萬噸級(jí)生產(chǎn)規(guī)模，使其市場化。
目前，通過不同的生物發(fā)酵得到原材料化學(xué)品、設(shè)計(jì)合成新生物基彈性體的研究非常多。如果現(xiàn)在所有石油基原料都可以由生物基發(fā)酵獲得，那么現(xiàn)在所有高分子材料都可以實(shí)現(xiàn)生物基。
02 輪胎行業(yè)價(jià)格敏感度高，鞋行業(yè)附加值高
根據(jù)Grand View Research全球可持續(xù)鞋類市場分析，包括耐克、阿迪達(dá)斯、匡威在內(nèi)的許多知名鞋企品牌都在開發(fā)出更加“碳中和風(fēng)格”的鞋子。
例如，2019年4月，阿迪達(dá)斯推出了完全可回收的Futurecraft Loop運(yùn)動(dòng)鞋系列。2022年10月，F(xiàn)ILA斐樂推出使用多種廢料回收再生環(huán)保材質(zhì)打造新產(chǎn)品FILA鯨魚鞋。彪馬推出了Puma InCycle鞋系列，宣稱100%生物降解；耐克使用再生皮革，阿迪達(dá)斯使用再生塑料，銳步推出了植物衍生的石油基跑步鞋。
目前，國內(nèi)對(duì)生物基輪胎、生物基鞋的補(bǔ)貼政策暫未出現(xiàn)，請(qǐng)問生物基橡膠下游企業(yè)對(duì)生物基橡膠的反響如何？
就目前對(duì)橡膠行業(yè)來說，最大的下游市場分別是輪胎和鞋子，前者占了60-70%。輪胎制造商家對(duì)橡膠價(jià)格的敏感度較高；制鞋企對(duì)價(jià)格的敏感度要低一些。目前，我們生產(chǎn)出的生物基橡膠產(chǎn)品，其成本比石油基橡膠要高一些。
鞋子對(duì)橡膠的性能要求沒有那么高，市場相對(duì)成熟。在環(huán)保風(fēng)潮下，國內(nèi)外鞋企均在尋找生物基橡膠或者是可降解橡膠。雖然目前國外的各大品牌商陸續(xù)推出了各種概念性的生基鞋環(huán)保鞋、回收鞋等，但由于缺乏可降解的橡膠材料，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)全生物降解的鞋。
在對(duì)接需求的過程，我們發(fā)現(xiàn)，鞋企基本都愿意去接受這樣一個(gè)新的環(huán)保的橡膠材料。具體來說，鞋企需求大致可以分為兩類。第一類制鞋企想走量，希望有更低成本的橡膠用料；第二類制鞋企想要有很好的環(huán)保宣傳理念，這樣它就能接受更高價(jià)格的橡膠。
輪胎企業(yè)在環(huán)境和社會(huì)責(zé)任方面也在努力。例如，德國大陸集團(tuán)在2021年9月發(fā)布了Conti GreenConcept 綠色概念輪胎，其使用的原材料有50%以上來自于回收利用或可再生的資源。
國內(nèi)輪胎企業(yè)也致力于推動(dòng)環(huán)保。我們團(tuán)隊(duì)與山東玲瓏輪胎公司有緊密的合作，他們?cè)敢庠谶€沒有看到利潤回報(bào)之前不斷投入，一起開發(fā)出全球首條可生物降解輪胎。令人欣慰的是，我們合作制造的生物基可降解輪胎將在可預(yù)見的時(shí)間內(nèi)開始在市場上推廣。
今年8月，我們?cè)诒本┗ご髮W(xué)舉辦了“全生物基可降解小白鞋”的發(fā)布會(huì)，給北化學(xué)生送出500雙全生物基可降解鞋?；顒?dòng)后，很多制鞋企業(yè)和品牌商找到我們，希望我們?nèi)退麄冮_發(fā)生物基鞋底或是可降解鞋底，進(jìn)一步去做全生物基可降解的鞋子。我能感受得到，這是在當(dāng)前制鞋行業(yè)一個(gè)非常緊迫的需求。
03 讓中國橡膠走向世界前沿
如何做出領(lǐng)先的學(xué)術(shù)成果、如何造出中國人自己發(fā)明的橡膠材料、如何讓中國的橡膠研究走向世界前沿、如何讓中國橡膠工業(yè)受到國際尊重……
豐富的生物質(zhì)原料被認(rèn)為是綠色化工原料的未來出路，利用豐富的生物基化學(xué)品平臺(tái)，設(shè)計(jì)制備新型生物基彈性體材料或轉(zhuǎn)化為傳統(tǒng)單體再制備傳統(tǒng)的彈性體材料，將會(huì)是一個(gè)發(fā)展迅速和十分具有競爭力的領(lǐng)域。經(jīng)過十余年的努力，北京化工大學(xué)在這一領(lǐng)域已經(jīng)處于國際引領(lǐng)地位。
此外，可靶向斷裂交聯(lián)鍵橡膠、非硫黃綠色交聯(lián)橡膠、低VOC排放高效能偶聯(lián)劑、生物基偶聯(lián)劑、抗遷移防老劑、生物醫(yī)用橡膠制件、人工肌肉彈性體、可穿戴智能響應(yīng)橡膠制件等等，張立群和團(tuán)隊(duì)的這些研究已經(jīng)或正在學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界開花結(jié)果。
展望未來，橡膠材料及制品的高性能化、功能化和綠色化是當(dāng)前世界橡膠工業(yè)的重大主題，橡膠材料科學(xué)與工程與資源、環(huán)境、能源、生命健康、體育娛樂、人工智能與機(jī)器人等諸多事關(guān)人類未來重大發(fā)展的主題都有著很高的交叉性和關(guān)聯(lián)性，今后的發(fā)展仍將生機(jī)無限。
針對(duì)這些新興領(lǐng)域?qū)ο鹉z新材料的重大需求，張立群和團(tuán)隊(duì)凝練出六大研究方向：橡膠材料基因組科學(xué)與技術(shù)、橡膠納米復(fù)合材料科學(xué)與技術(shù)、特種橡膠材料科學(xué)與技術(shù)、能源橡膠材料科學(xué)與技術(shù)、生命健康橡膠材料科學(xué)與技術(shù)、資源生態(tài)橡膠材料科學(xué)與技術(shù)，并將在這些領(lǐng)域繼續(xù)為提升中國橡膠行業(yè)在全球的影響力孜孜以求，為中國橡膠強(qiáng)國夢努力奮斗，為人類命運(yùn)共同體做出貢獻(xiàn)。
文章來源： DT新材料，中國化工報(bào)，新思界網(wǎng)