美国天然橡胶与合成橡胶的故事

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　　美国天然橡胶故事

　　[故事背景]自从20世纪早期巴西北部一个叫马瑙斯的地方的橡胶采集业在亚洲国家如马来西亚橡胶种植业的竞争和橡胶叶枯萎病的双重影响下，在美国汽车大王福特20世纪30年代斥巨资在巴西亚马逊平原2次试种橡胶因枯萎病遭到惨败后，美国在20世纪30年代末天然橡胶的进口占其进口总值的1/8,而且进口主要来自亚洲。到1941年12月珍珠港事件爆发美国宣战时，美国天然橡胶几乎完全依赖从亚洲进口，人工橡胶的研制尚未提上议事日程。

　　亚洲在天然橡胶生产上的垄断地位到了1941年12月7的早上便有了完全不同的意义，那一天美国宣战了。在珍珠港事件后的3个月里，与同盟国一样对橡胶如饥似渴的日本人占领了马来亚和荷属东印度，从而控制了全球供应量的95%,陷美国于危机之中。要知道，每一辆谢尔曼坦克都需要20吨钢铁和半吨橡胶制造，每一艘战舰都有2万个橡胶零部件， 美国每一个工厂、家庭、办公室和军事设施里的每一寸电线上都需要橡胶包裹，而那时尚无人工合成的替代品。即使是把每一个可以想到的来源考虑在内，按照通常的消费速度，美国也只有约一年的橡胶供应量。而且就这么一点橡胶还得拿出一定的数量支撑这个国家历史上规模最大而且最重要的工业扩张----装备盟国的军队。

　　美国政府的反应是迅速的。珍珠港事件过去仅仅4天，对战争来说非必需的产品中使用橡胶被宣布为非法。各种车辆的速度下降到每小时35英里，这样做不是为了节省汽油，而是为了降低美国各种车辆所用轮胎的磨损。全美40多万个废品收购仓库废橡胶可以卖到每磅1便士。即使是罗斯福总统的宠物狗法拉也得让它把玩具骨摘下来，拿到炉子里熔化掉。这是一场历史上规模最大的废品收购运动，它使盟国得以支撑下去，进入1942年。

　　美国政府向全国的化学家和工程师下达命令，要求他们创建合成橡胶工业。1941年，合成橡胶的产量不过区区8千吨，而且是轮胎用不上的特种产品。美国的生死存亡有赖于这个国家能生产超过80万吨这种产品的能力，而该产品此前几乎没有得到开发。这么多工厂生产这么多吨产品，却没有一个蓝图，甚至也没有建立过什么工厂来生产制造这种橡胶的原料。美国工业界此前从未被动员起来过来应对如此艰巨的任务，在如此短的时间里完成这么多复杂的工作。而工程师们只有2年时间。如果合成橡胶的计划失败，那么美国进行战争的能力则会崩溃。

　　除了废橡胶回收和人工合成橡胶这两个办法以外，还有第三个办法，那就是想方设法从任何一个来源中获得天然橡胶。当苏联人从蒲公英属植物中提取胶乳的消息传到华盛顿后，美国政府下达一道接一道的命令，在美国41个州种植这种作物。美国药品管理局派出一拨一拨的植物考察人员到世界各地，许多人被派到南美的亚马逊地区。他们被委以重任，找到乳胶的原材料供应，还接受了一个严峻的挑战，那就是搞清楚怎样在南北美洲种植橡胶。那样，美国就不会再次在某个强国攫取远东的橡胶园的控制权时而难于招架。

　　在福特兰地亚（注1）的灾难中还产生了某种令人吃惊的可能性。在死亡的千百万棵橡胶树中，有少数侥幸地活下来了，都是野生的并且是在亚马逊平原上土生土长的橡胶树。这似乎带来了某种前景，就是在自然界中可能存在着某些树种，他们具有天生的抵御橡胶叶枯萎病的能力。美国药品管理局1943年派出考察人员进入亚马逊盆地就是为了要找到这样的树种。

　　这一小队植物学家乘坐独木舟沿着不知名的河流下溯几百英里，好几个月里生活在只有印第安人居住的地区，他们经受着病痛的严重折磨，他们的船员死于激流或被丛林吞噬，这些植物学家们其实在从事着几乎不可能的事情。他们不仅找到了具有显著的疾病抵抗力的树种，而且还把他们引种到突里阿尔巴----美国药品管理局在哥斯达黎加的试验站。到二战结束的时候，园艺上的突破性进展，其中大多数是由欧尼·埃姆勒完成的，已经解决了许多关系到在南北美洲建立高产抗病的橡胶园的技术性难题。

　　埃姆勒提醒道："尚余许多事情要做，也许需要20年，也许40年还不够。这样的研究不会停止，人类已经改良小麦和玉米几千年时间了。但就橡胶来讲，我们已经取得了巨大的进展。"可是战后不久，这个研究工作由于官僚主义的愚蠢行为而搁浅了。1952年2月，美国国务院接管了橡胶研究的资金援助工作。管理这个计划的机构的主任雷·希尔对科学知之甚少，但对政治手腕却知之甚多。他基于政治理由认为，橡胶不适合拉丁美洲。那时在马来亚的英国人正在镇压共产党暴动，因而美洲的橡胶种植园将会损害英国这块殖民地的经济支柱。政府官员们不顾所有重要的与橡胶事业有关的企业领导人如哈维·小费尔斯通、固特异公司的保罗·利奇菲尔德、美国橡胶公司（今尤尼罗伊尔）的G·M·提斯代尔的剧烈反对，中止了这个研究计划。 在哥斯达黎加，这个项目的所有记录都被丢弃或毁掉了，在突里阿尔巴的几个保存着珍贵的芽孢浆的无性繁殖园也被废弃，直至后来被夷为平地。

　　最近解密的美国国家档案馆的文件表明，在这个灾难性决定中，盲目相信合成橡胶的潜力助长了人们的短视行为。战时的合成橡胶的研究计划曾经取得了巨大的成功，美国以7千万美元（以现今的美元计约56亿美元）的代价，取得了历史上一项最杰出的科技成就。到1945年，可用的合成橡胶的生产超过了每年80万吨，占美国消费量的85%.1953年秋，当天然橡胶研究计划取消的时候，许多人认为，技术创新会永不停歇地进行。美国联邦政府的官员们大言不惭地宣称，天然橡胶没有将来，不再具有战略意义。

　　他们错了。在已经开发出来的几十种合成橡胶中，只有一种接近于复制大自然创造的络合聚合物。这种产品于1960年开始商业运用，由固特异公司以纳特西恩的品牌名销售。它具有相同的分子式，几乎同天然橡胶具有相同的分子结构。阿克隆大学的橡胶专家比尔·斯罗曼解释道，纳特西恩还是有局限性，"它一样也不一样，纳特西恩不是一个完美的结构，在分子上有一些岐化作用，这表明在性能上有细微的差别。"成本和产能甚至是更大的问题。纳特西恩的基本构造单元异戊二烯价格昂贵，不易制造。固特异在北美洲开办了唯一一家能将它变为聚异戊二烯的工厂，年产约6万吨，是美国所消费的天然橡胶的总吨数的1/16不到。正如斯罗曼所指出的那样，"如果我们需要用合成的聚异戊二烯代替天然橡胶，那么固特异公司就得克隆它的工厂，就像克隆其树种一样。"尽管如此，在战后的近30年里，全球使用质量较次的比较廉价的合成橡胶方面似乎相安无事。每年合成橡胶都占据市场的较大份额，经济学家们预测，天然橡胶的地位将被降到历史上一个无足轻重的地步。可是接着发生了一个具有双重意义的意外事件。首先，石油输出国组织的石油禁运使合成橡胶的原材料价格上涨了3倍，疯长的石油价格也使美国人大大地增强了汽油通车里程的意识，导致第二个而且是严重得多的对合成橡胶的挑战：迅速而广泛地采用子午线轮胎。

　　直至1968年，全美超过90%的车辆使用斜交帘布轮胎，这项技术从1900年起就开始有了。子午线轮胎是一个巨大的技术进步。米其林公司的工程师们通过把金属丝以90度角放置在轮胎的结构里，然后加一根钢带来增加强度，造出了性能更好、省油（因为其更高的硬度）和耐用一倍的轮胎，这样的轮胎一在美国上市就横扫市场，到1993年就占了总销售量的95%.这有力地促进了橡胶种植业的发展，因为只有天然橡胶才具有胎壁所需的强度以及子午线轮胎的钢带所需的粘附性能。这样的技术突破是无人预料到的。

　　美国政府对此变得担心起来。早在1985年，美国国防储备物质政策办公室就如果美国的天然橡胶供应再次被掐断的话会发生何种情况这个课题，委托致力于轮胎和橡胶业研究的美国规模最大的也最权威的独立测试和咨询实验室阿克隆大学的斯密特斯科学服务研究所作了一项研究。斯密特斯研究所的这份报告得出了几个令人担心的结论。轿车轮胎里的天然橡胶可以在得到消费者理解的情况下被替换掉，只要他乐于牺牲汽车的性能，更加勤快地购买车胎的话。但是由于对轮胎的需求量增加，天然橡胶的重要性也随之增加了。一辆皮卡的轮胎50%是天然橡胶，工业机械的巨大轮胎90%是天然橡胶，担负全美货物运输量一半的卡车也是这样，每一辆在州际公路上转动的双轮挂车也是这样使用着取自树木的橡胶。

　　每一架商用和军用飞机，从波音747到B-2轰炸机，再到航天飞机，其轮胎几乎全部是由天然橡胶制成的。到目前为止，没有切实可行的替代品，没有一样产品能赛得上天然橡胶的弹性、张力强度和对磨损和冲击的抗性。只有天然橡胶才经得起从高空的低温到在机场跑道触地的突然升温这样的急速转变。美国国防储备物质中心（现在改为这样的名称）主任彼得·罗曼在最近的一次访谈中这样总结天然橡胶的重要性："我能告诉您的就是这个----我肯定不希望坐在用合成橡胶轮胎降落的波音747飞机上。"交通运输只是天然橡胶运用的一方面。除此之外，对天然橡胶尚有10多种其他需求，最显著的需求就是在性与健康方面。在过去的10年中，随着艾滋病的肆虐和对医用手套和避孕套需求量的增加，医学界对天然橡胶的消费也增加了一倍。橡胶能紧附在钢和玻璃上，能经受住消毒过程中的高温和蒸汽，这也使它成为手术皮管、止血塞、导管、注射器尖头和其他医药产品中不可或缺的材料。根据斯密特斯研究所的这份报告，这些产品现在均无替代品。

　　冷战后的经济发展中，对天然橡胶的需求量在不断地增长。经济学家们预测天然橡胶将出现短缺，胶价将大幅度上涨，即使是他们认为橡胶树的叶枯萎病得到控制也是这样。亚洲是几乎所有天然橡胶供应的主要来源，而且这个地区的工业化正在使亚洲消费更多的橡胶，而减少出口。在马来西亚，土地的价格飞速上涨，许多橡胶种植者已经转向更加有利可图的油料作物上去了，对劳动力的竞争也很剧烈。橡胶同殖民地时期的历史联系起来，如果工人有选择的话，比如去造汽车，那么很少工人愿意去收胶水。从1988年以来，马来西亚的橡胶产量下跌了近40%,而且这个势头还将继续下去。

　　（译自http://aggie-horticulture.tamu.edu/syllabi/423/rubber.htm）注1:福特兰地亚（Fordlandia）是美国汽车大王亨利福特在1927年在巴西的丛林中耗资数百万美元建起来的橡胶种植园，史称福特兰地亚。到1934年，共种植了150万棵橡胶苗。起先一切进展顺利，后来很快爆发了叶枯萎病，使胶园遭到了毁灭性的打击。福特不甘心失败，令其员工在更大的规模上试种，同样归于失败。美国此后从亚洲输入更加大量的天然橡胶。