1.1 天然橡胶简介

天然橡胶（NaturalRubber，NR）最初是由一种从巴西橡胶树（Heveabrasiliensis）的乳胶中采集，经凝固、干燥等加工后制成的天然高分子弹性材料。其主要成分为顺式-1,4-聚异戊二烯，并含有少量蛋白质、脂肪酸等非胶组分。天然橡胶是一种自然界产物，含天然橡胶的植物多达2000多种，但目前只有巴西橡胶树单产量高，具有高商业价值，其产量占天然橡胶总产量的99%以上，其它如银胶菊、橡胶草、杜仲胶未能投入大规模商业化生产。天然橡胶的种植区域主要集中在东南亚（马来西亚、泰国、越南、菲律宾、柬埔寨）、非洲地区（利比亚、尼日利亚、喀麦隆）、中国和印度。

1.2 天然橡胶品种分类

天然橡胶按照形态可分为固体胶和液体浓缩胶乳，因为固体胶便于储存和运输，所以固体胶在所有天然橡胶中占比最大。胶片按加工工艺和外观可分为烟片胶、颗粒胶、绉片胶、风干胶等，烟片胶是由天然胶乳经过凝固、压片、烟熏干燥所得的胶片，具有自补强性好，机械强度高、滞后损失小，耐屈挠性好的特点，因在烟熏的过程中，烟气中含有的酚类与有机酸等物质可以起到防腐和防老化的作用，所以烟片胶的保存时间长，老化性能优异，在天然橡胶中综合性能最为优异的；而颗粒胶则是经过凝固、造粒、干燥等工艺制得，具有质量稳定性好、分子量低于烟片胶，只需简单塑炼或不塑炼即可使用、门尼焦烧时间长、硫化速率稍低，生胶的机械强度低于烟片胶、储存运输与使用非常方便等特点；绉片胶是经洗涤、压炼成表面具有皱纹，再经干燥而制成的胶片；风干胶与烟片胶不同的是，风干胶不经过烟熏工艺，而是直接加入催化剂，利用空气干燥制成的胶片。除此之外还有脱蛋白天然橡胶、充油天然橡胶等品种。我国天然橡胶基本是颗粒胶，也称标准胶。

1.3天然橡胶的产地

橡胶树作为植株，其生长必然受到种植地域、气候的影响，天然橡胶的品质也因产地、气候、收割季节、天气和生产加工技术等的不同而有所差异影响，其品质的稳定性远不及合成胶。目前全世界范围内共有40多个国家和地区种植橡胶树，早在2012年世界橡胶树种植面积就已高达1272万公顷，其中印度尼西亚种植橡胶树面积居世界第一，泰国次之，马来西亚与中国相近，并列第三，越南和印度紧随其后，这前六国种植橡胶树的面积约占世界种植总面积的72%，由此可知，橡胶树种植地域广泛。而不同的地域有着不同的气候环境，橡胶树的生长情况不同，固含量、干胶含量不同，天然橡胶分子量有一定的差异。而且各个国家经济水平决定了天然橡胶产业的发展程度，技术开发投入产出差距较大，如马来西亚的胶乳于净且新鲜，天然橡胶质量最为稳定，但过程老化时间短，老化性能较差；印度尼西亚经济水平低，胶农技术较低，质量意识不足，其天然橡胶产品一般杂质较多，价格低廉。

1.4天然橡胶收割季节

橡胶树的生长情况与环境温度、雨量等紧密相关，过冬回暖后，枝叶才开始不断生长，待到一个林段中有超过80%以上的植株叶蓬老化后即可开割。在冬季早上8时左右环境温度已低于 1 5 { ^ \circ C } 时应临时停止割胶，若这种低温天气持续 3 ^ { ~ } 6 天，则当年应全面停割，或橡胶树黄叶量占总叶量的8%\~20%时也应立即停割，此外我国规定干胶含量低于25%时必须短期休割。因植胶国纬线不一样，即使同一时间却分处不同季

节，所以不同产地的橡胶树的开割、停割时间也不同。如中国云南3月中下旬开割，同年11月中旬停割；中国海南在4月初即可开割，同年12月底停割；泰国和越南4月中旬开割，次年1月末2月初停割；4月底5月初马来西亚和印度尼西亚北部开割，次年2月中旬产量骤减等。在早上气温 1 9 ~ { ^ { ~ } 2 4 } ^ { \circ } C ，相对湿度在80%左右，无风或微风的气候环境下，更有利于橡胶树的产胶和排胶，所以开割初期和末期的产量较低。在多雨的季节普遍采用防雨帽和防雨裙割胶技术，或者短期停割，减少大雨冲

图1 天然橡胶主产国及开停割时间

胶次数，避免树皮、树枝、树叶和砂石等掉落到胶乳中，防止天然橡胶中的杂质超标。

根据研究表明，天然橡胶的微观结构和物理机械性能也随收割季节而变化。夏季天然胶乳粒径分布窄，平均粒径小，总固含量和干胶含量大，平均分子量大；而冬季天然胶乳则相反，且冬季天然橡胶的氮元素含量最高，抗氧指数PRI最高，抵抗热氧老化能力最好。在物理机械性能方面，夏季天然橡胶的定伸应力、拉伸强度、断裂伸长率与回弹系数最大，力学性能最优且滚动阻力小，但抗湿滑性能差，而冬季天然橡胶滚动阻力大、抗湿滑性能最好。

2 天然橡胶组分及其性能影响

不同产地的天然橡胶的主要成分都是顺式-1,4-聚异戊二烯，总含量约95%。此外还有约5%的无机物和有机物，其中蛋白质、类脂物、水溶物、丙酮抽出物和无机盐等非橡胶组分最多，每一组分均对天然橡胶的制胶工艺和生胶性能有重要影响。

2.1 聚异戊二烯

天然橡胶中含有约95%的聚异戊二烯，其相对分子质量大小约为70万，对天然橡胶的性能影响极大。天然橡胶所具有的所有性能，如强机械性能、耐热性、耐磨性、耐溶剂性、绝缘性、隔水性及可塑性等几乎均由聚异戊二烯赋予。

2.2 蛋白质

天然橡胶胶乳中含有约1%\~2%的蛋白质。天然橡胶中的蛋白质和磷脂能形成网络结构，促进分子间交联，从而增大天然橡胶相对分子质量，促进对硫化前后的应变诱导结晶，提高了的机械性能。

综合蛋白质对天然橡胶的有利影响有：（1）提高生胶的于燥速率、塑性初始值(P)和塑性保持率(PRI)；（2）增强生胶抗热氧老化性能；（3）蛋白质含量越高，Tg和G’越高，但同时压缩生热和压缩永久变形也会提高，蛋白质质量分数在约1.0%时硫化胶综合性能最好；（4）促进天然橡胶的硫化，主要是天然橡胶中蛋白质分解产物（碱性氨基酸）的作用；（5）提高机械力学性能。

然而，天然橡胶中的蛋白质也会引起一些问题：（1）过敏；（2）制品易吸潮发霉、生热和导电；（3）储存硬化、门尼上升；（4）蛋白质的聚集作用使胶乳黏度上升，破坏胶乳的保存效果；（5）影响填料和生胶间相互作用和硅烷化反应。天然胶乳中蛋白质可通过加入蛋白酶分解后离心分离而出。

2.3类脂物

天然胶乳中的类脂物由脂肪、蜡类、兹醇酯和磷脂组成，占比约1%，不溶于水，大部分吸附在天然橡胶粒子的表面。综合类脂物的影响有：（1）提高胶乳稳定性；（2)脂肪酸影响结晶特性；（3）稳定性。研究表明类脂物可提高抗老化效果，是天然橡胶中的自带防老剂，也有研究表明类脂物会促进橡胶老化。硫化特性和机械特性。如磷脂、硬脂酸、甜菜碱等均可促进硫化，此外磷脂还能提高橡胶抗张强度，硬脂酸可有效改善抗硫化返原性。

2.4丙酮抽出物

天然胶乳中的软脂酸、硬脂酸等能溶于丙酮的组分称为丙酮抽出物，其质量分数约占1%\~2%。除磷脂外，类脂物几乎都可溶于丙酮。综合丙酮的影响有：（1）丙酮抽出物中若高级脂肪酸质量分数超过50%可促进橡胶的硫化速度，且能显著提高硫化胶的交联密度；（2）丙酮抽出物可明显改善老化性能；（3）能明显增强天然橡胶塑性；（4）提高混炼分散性。因此，丙酮抽出物对天然橡胶的工艺及性能有较大改善，但其含量也并不是越高越好，低含量的丙酮抽出物热稳定性反而更好。

2.5 水溶物

水溶物是天然胶乳中能被水溶解的物质的总称，主要有水溶性小分子物质和水溶性蛋白质，占胶乳 1 % ~ 2 % , 质量分数。水溶物可提高天然橡胶薄膜的储能模量，但也有不少缺点：（1）和蛋白质一样具有强吸水性，橡胶易吸潮、发霉和提高导电性；（2）降低胶膜热降解温度，加强热降解作用，从而降低老化性能；（3）水溶物中的糖类等经过细菌代谢生成挥发性脂肪酸，间接影响到胶乳稳定性。水溶物可通过水洗除去。

2.6无机盐

天然胶乳中约含有质量分数约为 0 . 3 % ^ { ~ } 0 . 7%的无机盐，包括钾、钙、钠、镁、铜、铁、磷酸根离子，还有极少量的铝、锰、镍、铷、硫酸根和盐酸根等离子。无机盐中，利用锰离子的辐射硫化可明显提高硫化胶的物理机械性能，除此之外，可谓是百害而无一利。如：（1）金属离子可生成不溶性盐和皂类；（2）铜、铁、钴、镍和锰等重金属离子会加速橡胶烃的氧化和断裂，显著降低橡胶物理机械性能；（3）提高天然橡胶在储存过程中的凝胶率；（4）提高酶活性，破坏胶乳稳定性从而使胶乳凝固。

2.7酶类

胶乳中的酶除自身含有少量的酶外，多数为细菌代谢产生，是一种具有特殊催化氧化作用的功能性蛋白质。胶乳中的酶会破坏胶体稳定性，不利于胶乳保存。

2.8细菌

天然橡胶胶乳中，虽然细菌的种类繁多，但是大部分细菌不会影响胶乳，只有很小部分的厌氧型细菌在缺氧或无氧的环境下把胶乳中所含的糖类发酵成各种酸，破坏胶乳稳定性，把含硫蛋白质分解放出硫化氢，时常散发出臭鸡蛋气味。当然，细菌的存在也有一定的优点，如采用微生物凝固的橡胶与传统酸凝固橡胶相比，前者的橡胶具有门尼粘度、 { { P _ { 0 } } } 和PRI更高，硫化速度快、拉伸强度大、拉断伸长率高等优异的性能特点。

3 天然橡胶在轮胎各部件上的应用

多年来全球多个国家和地区一直倡导资源可持续发展，人们提出绿色节能环保轮胎的开发。由轮胎滚动阻力而消耗的燃油占汽车总油耗的14.4%，其中胎面产生的滚动阻力占轮胎阻力的49%，其它部件影响比例分别为：胎侧14%、胎体11%、胎圈11%、带束层8%和其余部件7%。天然橡胶因其综合性能优异，被大量应用于轮胎制造中，主要部件有胎面、胎侧、带束层、胎体层、内衬层和胎圈等。

3.1天然橡胶在胎面上的应用

胎面是整车与路面直接接触的部位，起到传递车辆牵引力和制动力、缓冲轮胎在行驶过程中的各种冲击。因此，这要求轮胎胎面具有良好的耐磨、耐切割、弹性和与地面的抓着力性能。天然橡胶具有优异机械力学性能、抗湿滑性能、耐磨性能、耐低温性能和加工性能，这些性能使得它可以很好的应用于轮胎胎面中。在轮胎胎面中，天然橡胶通常为主要胶种与顺丁橡胶、丁苯橡胶并用。天然橡胶可提高胎面的抗撕裂性、抗切割崩花性和耐屈挠性，降低生热。

3.2天然橡胶在胎侧上的应用

胎侧需承受轮胎行驶中的反复屈挠和形变，故轮胎胎侧一般要求耐屈挠、耐老化和抗机械损伤。天然橡胶的高弹性和高回弹性能提供良好的抗屈挠性能，而顺丁橡胶的优异抗裂口增长性能能弥补天然橡胶易臭氧龟裂的短板。在轮胎胎侧胶中，天然橡胶因耐屈挠疲劳和抗裂口增长性能好，常与顺丁橡胶并用使其具有耐撕裂、抗屈挠、抗热氧和臭氧老化性能，胎侧胶还要求拉伸强度较高且定伸应力小，使其承受小应力时即有较大应变，缓冲冲击力。在生产工艺上胎侧胶要满足流动性好、焦烧时间长，避免硫化时表层缺胶，胎侧外观还要求表面乌黑发亮，无发白发粘。天然橡胶与顺丁橡胶并用可以提高耐疲劳性能，经混炼配合后胎侧胶具有耐天候老化、耐臭氧老化、耐撕裂和耐屈挠龟裂性能以及良好疲劳寿命。天然橡胶和顺丁橡胶的并用比例一般为 ( 4 0 ^ { ~ } 5 5 ) / ( 6 0 ^ { ~ } 4 5 ) 。

3.3天然橡胶在带束层上的应用

半钢或全钢子午线轮胎的带束层要求高强度、低生热、与钢丝粘合好。带束层是轮胎的扎箍，紧固帘线层防止变形，承载大载荷，是钢丝与橡胶的结合物。要求带束层胶与钢丝粘合牢固，定伸应力高，承受重载荷和冲击并保持高速行驶时的轮胎尺寸稳定性，对胎体帘线起到紧箍作用。作为带束层胶，天然橡胶常与少量丁苯橡胶并用，保证钢丝帘线覆胶和动态性能。带束层的高刚性也会提高轮胎的耐磨性、操控性和降低滚动阻力。天然橡胶粘性良好，带束层胶一般采用全天然橡胶混炼，还可以避免成型时层间分离。

3.4天然橡胶在胎体层上的应用

胎体是轮胎承受重载和内部气压，要求极高的拉伸强度、撕裂强度和耐动态疲劳性能，胎体层对轮胎起到承载作用，胎体分为钢丝覆胶帘布（全钢胎）和纤维覆胶帘布（半钢胎、斜交胎）。胎体层需要有高强度和充分的弹性以承受轮胎在行驶过程中的强烈震动和冲击，还要承受横向、纵向和周向力所引起的多次变形，才能彰显轮胎的高操纵稳定性。天然橡胶的优异综合力学性能（自补强性极好）能保证轮胎在重载下的结构强度，且与纤维/钢丝帘线的粘合性能优异。胎体层胶大多采用天然橡胶与丁苯橡胶并用，一般行业常按约75/25比例并用。

3.5天然橡胶在内衬层及气密层上的应用

气密层需极低的气体透过率以维持胎压，卤化丁基橡胶气密性最优，而天然橡胶的加入能改善卤化丁基橡胶的加工性能和界面粘合性能。卤化丁基橡胶因具有气密性好、耐气候老化、耐氧化、耐屈挠龟裂等优点，被用于轮胎内胎和子午线轮胎内衬层。为降低轮胎生产成本，轮胎一般采用卤化丁基橡胶与天然橡胶并用，其中卤化丁基橡胶为主，天然橡胶为辅，并用比例一般为80/20，兼顾性能与成本。

3.6天然橡胶在胎圈及三角胶上的应用

胎圈和三角胶需承受轮胎与轮辋结合处的巨大压力和支撑力，天然橡胶的优异弹性和高硬度（配合填料）能提供良好的支撑性和抗变形能力，保证轮胎与轮辋的紧密贴合。胎圈是多根钢丝由橡胶粘合在一起的部件，其主要作用是始终把轮胎固定在轮辋上，承受与轮辋之间的摩擦，同时轮胎受力时胎圈部位收到的应力很大，因此胎圈胶要求高耐磨性和高刚度。而且高刚度的胎圈到柔软的胎侧需要平顺地过渡，避免应力集中而出现胎圈开裂的现象，所以胎圈部位一般是高刚度的胎圈钢丝胶和中刚度的三角填充胶联和在一起而成。这要求胎圈钢丝胶与钢丝粘合性好且具有高刚度，三角填充胶也要求粘性好且具有中高刚度。所以橡胶体系一般为全天然橡胶或天然橡胶与丁苯橡胶并用。

3.7天然橡胶在胎圈包布及耐磨胶条上的应用

胎圈部位与轮辋接触，要求耐磨、耐屈挠和抗撕裂。天然橡胶可提高这些部件的抗撕裂和耐机械损伤能力。

4结语

天然橡胶按加工工艺可分为固体胶和液体浓缩胶乳，其中大部分为固体胶。固体胶按加工工艺和外观又可分为烟片胶、颗粒胶、绉片胶和风干胶等，我国一般使用颗粒胶（也成标准胶）。天然橡胶为可再生能源，一般产自巴西橡胶树，橡胶树可在全球40多个国家和地区内种植，截止2012年种植面积已达1272万公顷。天然橡胶的品质易受到产地、气候、收割季节、天气等的影响，品质稳定性较低。

天然橡胶的组分总含量少，但种类繁多，对天然橡胶的性能影响很大，其中蛋白质、类脂物和无机盐的影响最大。蛋白质和类脂物均具有促进硫化的作用，并能明显地提高橡胶的物理机械性能和老化性能。蛋白质还可以提高橡胶可塑性，但高含量时会引发生物过敏，导致吸潮发霉、生热、导电等问题；此外蛋白质还会降低胶乳稳定性，促使胶乳发生凝固；而类脂物却可保持胶乳的稳定性。蛋白质和类脂物是天然橡胶区别于合成橡胶的主要原因之一。无机盐对天然橡胶的危害很大，不仅会影响胶乳的稳定性，还会明显降低制品的老化性能，因此在生产中必须严格控制无机盐的含量。丙酮抽出物也能促进硫化并增强其塑性；而水溶物会降低天然橡胶的老化性能，并破坏胶乳稳定性。酶和细菌也会破坏胶乳稳定性，促进胶乳凝固，但微生物凝固的天然橡胶比传统酸凝固的天然橡胶综合性能更好。

天然橡胶具有优异机械力学性能、耐磨性能、加工性能等，综合性能是所有橡胶中最好的，被广泛应用与各行各业，其中约70%天然橡胶被应用于交通运输行业的轮胎中。轮胎的众多部件几乎均需要用到天然橡胶，只是性能需求不同而用量大小不同。只有综合考虑天然橡胶的性能和用量，才能确保轮胎的牵引力和制动力、缓冲轮胎冲击、抗湿滑、耐磨耐冲击等综合性能。

在实际生产中，轮胎生产厂需要督促天然橡胶生产厂管控好天然橡胶的品质，尽量避免因不同产地、收割季节、天气和加工厂址等影响天然橡胶的品质，要控制好天然橡胶的非胶组分，降低天然橡胶的变异性，提升天然橡胶的一致性。

2025年至今国内行业主要新增或扩建项目情况汇总

（截止2026年8月）

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