橡膠往事：合成橡膠為何無法替代天然橡膠？

以史明鑑，可以知興衰。

前幾日，在《萬眾期待的橡膠十年牛市或於2023年啟航》的評論中，有人認為在合成橡膠的替代作用之下，橡膠沒有牛市。而在這篇文章中，沒有細緻展開說這個問題，今天仔細談一談。

橡膠在人類歷史上的作用非常突出，有人說車輪是人類歷史上最偉大的發明之一，因為車輪的發明改變了人類經濟活動最底層的基因，車輪運輸貨物大大提高了運輸的效率，促進了人類交易與分工，而輪胎的發明，則是使得車輪更進一步降低了阻力，提高了運輸的效率。

也正是有了橡膠，人類的汽車工業才如火如荼地發展起來，進而加速了人類文明的發展。但是，橡膠有一個問題，天然橡膠的產地是在熱帶，比如巴西、東南亞，而需求端則在溫帶，這就帶來了一個供需不匹配的問題。

特別是在航運不夠發達的時代，橡膠這樣的戰略物資成為了各國爭相搶佔的商品，一戰時期，德國就被切斷了橡膠供應，隨後人們開始嘗試人工合成橡膠。

第二次世界大戰期間，由於日本佔領了橡膠樹的主要產地東南亞，導致歐美的橡膠供給大幅受限，以美國為主的發達國家開始加大合成橡膠的研究，並在產業上取得了成功，世界範圍內合成橡膠的產量從 1939年的2。3萬噸劇增到1944年的88。5萬噸。

雖然二戰結束後由於供應恢復，合成橡膠一度走低，但隨著技術的進步和產業化的發展，特別戰後對輪胎需求的快速增長，導致天然橡膠價格快速上漲，帶動了天然橡膠產業的發展，至1960年，合成橡膠的產量已經超過天然橡膠。

但是，自此以後，合成橡膠與天然橡膠的市場佔比長期在6：4左右，過了60多年，合成橡膠也沒能完成替代天然橡膠的大業。2021年全球天然橡膠產量為1381。2萬噸，而合成橡膠的消費量也只有1581萬噸，相差並不大。過去十年，中國合成橡膠的產能也只增加了1倍，而全球合成橡膠的產能為1500萬噸左右，過去十年也才增加了100萬噸左右。

所以，我們第一個要研究的問題是：為什麼合成橡膠無法替代天然橡膠？

天意難違，人定勝天

這個問題非常重要，但是在網上找資料的時候，只找到寥寥數語：合成橡膠的綜合性能仍然落後於天然橡膠，至於為什麼卻談得很少。這裡有必要著重說明一下。

其實，道理很簡單，但是原理挺複雜。先來說說道理，天然橡膠是一個生物製品，其結構非常複雜，而合成橡膠是化工產品，人類現在的科學水平還沒有達到能用化學方法複製生物製品的能力。

從原理上來說，主要有三點：

第一，

天然橡膠的分子量更大

。

橡膠最為主要的特性就是彈性和耐磨性，而橡膠之所以具有彈性，主要是因為其分子鏈條纏繞在一起，受到壓力後變化，當外力作用，撤除外力，線團的糾纏度發生變化，分子鏈發生反彈，產生強烈的復原傾向。

我們將橡膠比喻成毛線團，天然橡膠的線很長，而人工合成的線很短，然後人工銜接在一起，形成長線，這就導致整體彈性會差一些。

第二，

天然橡膠的分子結構構更整齊

。

聚異戊二烯在其聚合物鏈中可以有四種不同的異構體，分別是順式-1，4、反式-1，4、1，2、和3，4。天然橡膠100%是順式-1，4結構，分子結構更加整齊，就會帶來很好的效能，比如突出的未硫化膠強度和成型粘性，這兩種特性在輪胎成型加工中至關重要，而人工合成目前還很難達到完全一致。

我們可以把天然橡膠比喻成令行禁止的現代軍隊，而人工合成的橡膠更有點像老式軍隊，亂糟糟的，不容易管理。

第三，

天然橡膠含有其他未知體

。

天然橡膠中還含有蛋白質、脂肪酸等等其他成分，雖然含量比較少，但對橡膠的效能產生了很大的影響，比如橡膠可以耐低溫，但是人工合成的橡膠在低溫下，容易硬化。

這就有點像中藥，不知道具體什麼成分在起作用，說不清楚道不明，但是就是有效果，你說氣人不氣人。

綜合來看，

天然橡膠具有較高的機械強度、很好的耐撓曲疲勞效能、優良的耐寒性、氣密性、防水性、電絕緣性和絕熱效能，但同時耐油性，耐熱性和抗氧化能力相對較弱。而合成橡膠作為一種人為製品，也有很多優點，比如它的可塑性很強，可以根據實際的需求去研發具備偏重於某種特性的橡膠結構，這一點在特種橡膠方面體現較為明顯

。

比如，異戊橡膠因其結構和效能與天然橡膠近似，稱為合成天然橡膠；丁苯橡膠其綜合性能和化學穩定性好；順丁橡膠耐寒性、耐磨性和彈性特別優異；氯丁橡膠耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧；丁腈橡膠耐油、耐老化效能好。諸如此類的各種橡膠，適應了不同的需求。

所以，目前天然橡膠與合成橡膠形成了一種較強的互補性，大多數輪胎生產商基本上是將兩種橡膠混合使用，生產配方中天然橡膠與合成橡膠的調整幅度有限，替代率一般不超過5%。

在當前的技術水平下，合成橡膠想要替代天然橡膠幾乎是不可能的

。但是，在一些對某些特性要求不高的行業中，比如橡膠水管，價格將會成為是否替代的關鍵因素。

合成橡膠的供給特徵：宏觀需求決定產能

天然橡膠的供給特點說的人比較多，但合成橡膠的供給特點說的比較少。

不過，看合成橡膠的價格就知道，合成橡膠雖然比天然橡膠便宜一些，但也便宜不了多少。合成橡膠是一個重資產的行業，上游是原油和天然氣的副產品。

目前，丁苯橡膠（SBR）（第一大合成橡膠品種，原材料丁二烯和苯乙烯單體）、順丁橡膠（BR）（第二大合成橡膠品種，原材料丁二烯單體）、丁基橡膠（IIR）（第三大合成橡膠品種，原材料異丁烯單體）是最為主要的合成橡膠品種。

最為主要有原材料的是丁二烯，全球約70%丁二烯消費用於生產合成橡膠，主要有兩種來源

：

⭐第一種工藝路徑是從原油出發，透過石腦油裂解工藝獲得混合C4，並從中抽提丁二烯。

⭐第二種工藝路徑是從天然氣出發，透過乙烷制乙烯裂解裝置副產混合C4，並從中抽提丁二烯，但丁二烯的產出比例更低。

不可否認的是，

丁二烯只是化工產業特別是乙烯的副產品，從原材料到產品也僅佔比近5%左右，這就導致上游丁二烯供應商不太可能專門為了丁二烯而擴大生產，增加丁二烯的供應量。乙烯作為最大宗的化工原料，與宏觀經濟週期關聯較大，但宏觀經濟上行週期，上游成本也會同步上升

。

與此同時，化工產品的生產是重資產，需要大量投資，建設週期也相對比較長，因此，即使全部是合成橡膠，也會受到產能的限制。總體上來看，

合成橡膠的價格與原油等傳統能源價格息息相關，長期來看，天然橡膠與合成橡膠價格走勢相同，合成橡膠並不會對天然橡膠的供給造成衝擊

。

與合成橡膠相比，天然橡膠的成本端變化相對較小，因為天然橡膠主要是肥料成本、人工成本和運輸成本。其成本的彈性比較小，因此天然橡膠的生產成本也相對固定，一旦價格上漲，每一元都是利潤。

但同時，當橡膠價格下跌時，也很難透過上游原材料價格的下行來降低成本，價格每下跌一元都是虧損。

所以，天然橡膠產業具有“

10年不開張，開張吃10年

”的特點。這一點是合成橡膠所不具備的，如果無法給天然橡膠足夠的溢價和上漲空間，將無法彌補產業成本，最終會導致大批次的砍伐。虧損一時可以，虧損一輩子的事情誰也不會幹。

綜合來看，

不管是合成橡膠本身的供給受限，合成橡膠的效能無法實現替代，還是從橡膠產業規律來看，合成橡膠目前都不可能成為天然橡膠牛市的阻礙

。