美國天然橡膠與合成橡膠的故事

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　　美國天然橡膠故事

　　[故事背景]自從20世紀(jì)早期巴西北部一個叫馬瑙斯的地方的橡膠采集業(yè)在亞洲國家如馬來西亞橡膠種植業(yè)的競爭和橡膠葉枯萎病的雙重影響下，在美國汽車大王福特20世紀(jì)30年代斥巨資在巴西亞馬遜平原2次試種橡膠因枯萎病遭到慘敗后，美國在20世紀(jì)30年代末天然橡膠的進口占其進口總值的1/8,而且進口主要來自亞洲。到1941年12月珍珠港事件爆發(fā)美國宣戰(zhàn)時，美國天然橡膠幾乎完全依賴從亞洲進口，人工橡膠的研制尚未提上議事日程。

　　亞洲在天然橡膠生產(chǎn)上的壟斷地位到了1941年12月7的早上便有了完全不同的意義，那一天美國宣戰(zhàn)了。在珍珠港事件后的3個月里，與同盟國一樣對橡膠如饑似渴的日本人占領(lǐng)了馬來亞和荷屬東印度，從而控制了全球供應(yīng)量的95%,陷美國于危機之中。要知道，每一輛謝爾曼坦克都需要20噸鋼鐵和半噸橡膠制造，每一艘戰(zhàn)艦都有2萬個橡膠零部件， 美國每一個工廠、家庭、辦公室和軍事設(shè)施里的每一寸電線上都需要橡膠包裹，而那時尚無人工合成的替代品。即使是把每一個可以想到的來源考慮在內(nèi)，按照通常的消費速度，美國也只有約一年的橡膠供應(yīng)量。而且就這么一點橡膠還得拿出一定的數(shù)量支撐這個國家歷史上規(guī)模最大而且最重要的工業(yè)擴張----裝備盟國的軍隊。

　　美國政府的反應(yīng)是迅速的。珍珠港事件過去僅僅4天，對戰(zhàn)爭來說非必需的產(chǎn)品中使用橡膠被宣布為非法。各種車輛的速度下降到每小時35英里，這樣做不是為了節(jié)省汽油，而是為了降低美國各種車輛所用輪胎的磨損。全美40多萬個廢品收購倉庫廢橡膠可以賣到每磅1便士。即使是羅斯福總統(tǒng)的寵物狗法拉也得讓它把玩具骨摘下來，拿到爐子里熔化掉。這是一場歷史上規(guī)模最大的廢品收購運動，它使盟國得以支撐下去，進入1942年。

　　美國政府向全國的化學(xué)家和工程師下達命令，要求他們創(chuàng)建合成橡膠工業(yè)。1941年，合成橡膠的產(chǎn)量不過區(qū)區(qū)8千噸，而且是輪胎用不上的特種產(chǎn)品。美國的生死存亡有賴于這個國家能生產(chǎn)超過80萬噸這種產(chǎn)品的能力，而該產(chǎn)品此前幾乎沒有得到開發(fā)。這么多工廠生產(chǎn)這么多噸產(chǎn)品，卻沒有一個藍圖，甚至也沒有建立過什么工廠來生產(chǎn)制造這種橡膠的原料。美國工業(yè)界此前從未被動員起來過來應(yīng)對如此艱巨的任務(wù)，在如此短的時間里完成這么多復(fù)雜的工作。而工程師們只有2年時間。如果合成橡膠的計劃失敗，那么美國進行戰(zhàn)爭的能力則會崩潰。

　　除了廢橡膠回收和人工合成橡膠這兩個辦法以外，還有第三個辦法，那就是想方設(shè)法從任何一個來源中獲得天然橡膠。當(dāng)蘇聯(lián)人從蒲公英屬植物中提取膠乳的消息傳到華盛頓后，美國政府下達一道接一道的命令，在美國41個州種植這種作物。美國藥品管理局派出一撥一撥的植物考察人員到世界各地，許多人被派到南美的亞馬遜地區(qū)。他們被委以重任，找到乳膠的原材料供應(yīng)，還接受了一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，那就是搞清楚怎樣在南北美洲種植橡膠。那樣，美國就不會再次在某個強國攫取遠(yuǎn)東的橡膠園的控制權(quán)時而難于招架。

　　在福特蘭地亞（注1）的災(zāi)難中還產(chǎn)生了某種令人吃驚的可能性。在死亡的千百萬棵橡膠樹中，有少數(shù)僥幸地活下來了，都是野生的并且是在亞馬遜平原上土生土長的橡膠樹。這似乎帶來了某種前景，就是在自然界中可能存在著某些樹種，他們具有天生的抵御橡膠葉枯萎病的能力。美國藥品管理局1943年派出考察人員進入亞馬遜盆地就是為了要找到這樣的樹種。

　　這一小隊植物學(xué)家乘坐獨木舟沿著不知名的河流下溯幾百英里，好幾個月里生活在只有印第安人居住的地區(qū)，他們經(jīng)受著病痛的嚴(yán)重折磨，他們的船員死于激流或被叢林吞噬，這些植物學(xué)家們其實在從事著幾乎不可能的事情。他們不僅找到了具有顯著的疾病抵抗力的樹種，而且還把他們引種到突里阿爾巴----美國藥品管理局在哥斯達黎加的試驗站。到二戰(zhàn)結(jié)束的時候，園藝上的突破性進展，其中大多數(shù)是由歐尼·埃姆勒完成的，已經(jīng)解決了許多關(guān)系到在南北美洲建立高產(chǎn)抗病的橡膠園的技術(shù)性難題。

　　埃姆勒提醒道："尚余許多事情要做，也許需要20年，也許40年還不夠。這樣的研究不會停止，人類已經(jīng)改良小麥和玉米幾千年時間了。但就橡膠來講，我們已經(jīng)取得了巨大的進展。"可是戰(zhàn)后不久，這個研究工作由于官僚主義的愚蠢行為而擱淺了。1952年2月，美國國務(wù)院接管了橡膠研究的資金援助工作。管理這個計劃的機構(gòu)的主任雷·希爾對科學(xué)知之甚少，但對政治手腕卻知之甚多。他基于政治理由認(rèn)為，橡膠不適合拉丁美洲。那時在馬來亞的英國人正在鎮(zhèn)壓共產(chǎn)黨暴動，因而美洲的橡膠種植園將會損害英國這塊殖民地的經(jīng)濟支柱。政府官員們不顧所有重要的與橡膠事業(yè)有關(guān)的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人如哈維·小費爾斯通、固特異公司的保羅·利奇菲爾德、美國橡膠公司（今尤尼羅伊爾）的G·M·提斯代爾的劇烈反對，中止了這個研究計劃。 在哥斯達黎加，這個項目的所有記錄都被丟棄或毀掉了，在突里阿爾巴的幾個保存著珍貴的芽孢漿的無性繁殖園也被廢棄，直至后來被夷為平地。

　　最近解密的美國國家檔案館的文件表明，在這個災(zāi)難性決定中，盲目相信合成橡膠的潛力助長了人們的短視行為。戰(zhàn)時的合成橡膠的研究計劃曾經(jīng)取得了巨大的成功，美國以7千萬美元（以現(xiàn)今的美元計約56億美元）的代價，取得了歷史上一項最杰出的科技成就。到1945年，可用的合成橡膠的生產(chǎn)超過了每年80萬噸，占美國消費量的85%.1953年秋，當(dāng)天然橡膠研究計劃取消的時候，許多人認(rèn)為，技術(shù)創(chuàng)新會永不停歇地進行。美國聯(lián)邦政府的官員們大言不慚地宣稱，天然橡膠沒有將來，不再具有戰(zhàn)略意義。

　　他們錯了。在已經(jīng)開發(fā)出來的幾十種合成橡膠中，只有一種接近于復(fù)制大自然創(chuàng)造的絡(luò)合聚合物。這種產(chǎn)品于1960年開始商業(yè)運用，由固特異公司以納特西恩的品牌名銷售。它具有相同的分子式，幾乎同天然橡膠具有相同的分子結(jié)構(gòu)。阿克隆大學(xué)的橡膠專家比爾·斯羅曼解釋道，納特西恩還是有局限性，"它一樣也不一樣，納特西恩不是一個完美的結(jié)構(gòu)，在分子上有一些岐化作用，這表明在性能上有細(xì)微的差別。"成本和產(chǎn)能甚至是更大的問題。納特西恩的基本構(gòu)造單元異戊二烯價格昂貴，不易制造。固特異在北美洲開辦了唯一一家能將它變?yōu)榫郛愇於�烯的工廠，年產(chǎn)約6萬噸，是美國所消費的天然橡膠的總噸數(shù)的1/16不到。正如斯羅曼所指出的那樣，"如果我們需要用合成的聚異戊二烯代替天然橡膠，那么固特異公司就得克隆它的工廠，就像克隆其樹種一樣。"盡管如此，在戰(zhàn)后的近30年里，全球使用質(zhì)量較次的比較廉價的合成橡膠方面似乎相安無事。每年合成橡膠都占據(jù)市場的較大份額，經(jīng)濟學(xué)家們預(yù)測，天然橡膠的地位將被降到歷史上一個無足輕重的地步。可是接著發(fā)生了一個具有雙重意義的意外事件。首先，石油輸出國組織的石油禁運使合成橡膠的原材料價格上漲了3倍，瘋長的石油價格也使美國人大大地增強了汽油通車?yán)锍痰囊庾R，導(dǎo)致第二個而且是嚴(yán)重得多的對合成橡膠的挑戰(zhàn)：迅速而廣泛地采用子午線輪胎。

　　直至1968年，全美超過90%的車輛使用斜交簾布輪胎，這項技術(shù)從1900年起就開始有了。子午線輪胎是一個巨大的技術(shù)進步。米其林公司的工程師們通過把金屬絲以90度角放置在輪胎的結(jié)構(gòu)里，然后加一根鋼帶來增加強度，造出了性能更好、省油（因為其更高的硬度）和耐用一倍的輪胎，這樣的輪胎一在美國上市就橫掃市場，到1993年就占了總銷售量的95%.這有力地促進了橡膠種植業(yè)的發(fā)展，因為只有天然橡膠才具有胎壁所需的強度以及子午線輪胎的鋼帶所需的粘附性能。這樣的技術(shù)突破是無人預(yù)料到的。

　　美國政府對此變得擔(dān)心起來。早在1985年，美國國防儲備物質(zhì)政策辦公室就如果美國的天然橡膠供應(yīng)再次被掐斷的話會發(fā)生何種情況這個課題，委托致力于輪胎和橡膠業(yè)研究的美國規(guī)模最大的也最權(quán)威的獨立測試和咨詢實驗室阿克隆大學(xué)的斯密特斯科學(xué)服務(wù)研究所作了一項研究。斯密特斯研究所的這份報告得出了幾個令人擔(dān)心的結(jié)論。轎車輪胎里的天然橡膠可以在得到消費者理解的情況下被替換掉，只要他樂于犧牲汽車的性能，更加勤快地購買車胎的話。但是由于對輪胎的需求量增加，天然橡膠的重要性也隨之增加了。一輛皮卡的輪胎50%是天然橡膠，工業(yè)機械的巨大輪胎90%是天然橡膠，擔(dān)負(fù)全美貨物運輸量一半的卡車也是這樣，每一輛在州際公路上轉(zhuǎn)動的雙輪掛車也是這樣使用著取自樹木的橡膠。

　　每一架商用和軍用飛機，從波音747到B-2轟炸機，再到航天飛機，其輪胎幾乎全部是由天然橡膠制成的。到目前為止，沒有切實可行的替代品，沒有一樣產(chǎn)品能賽得上天然橡膠的彈性、張力強度和對磨損和沖擊的抗性。只有天然橡膠才經(jīng)得起從高空的低溫到在機場跑道觸地的突然升溫這樣的急速轉(zhuǎn)變。美國國防儲備物質(zhì)中心（現(xiàn)在改為這樣的名稱）主任彼得·羅曼在最近的一次訪談中這樣總結(jié)天然橡膠的重要性："我能告訴您的就是這個----我肯定不希望坐在用合成橡膠輪胎降落的波音747飛機上。"交通運輸只是天然橡膠運用的一方面。除此之外，對天然橡膠尚有10多種其他需求，最顯著的需求就是在性與健康方面。在過去的10年中，隨著艾滋病的肆虐和對醫(yī)用手套和避孕套需求量的增加，醫(yī)學(xué)界對天然橡膠的消費也增加了一倍。橡膠能緊附在鋼和玻璃上，能經(jīng)受住消毒過程中的高溫和蒸汽，這也使它成為手術(shù)皮管、止血塞、導(dǎo)管、注射器尖頭和其他醫(yī)藥產(chǎn)品中不可或缺的材料。根據(jù)斯密特斯研究所的這份報告，這些產(chǎn)品現(xiàn)在均無替代品。

　　冷戰(zhàn)后的經(jīng)濟發(fā)展中，對天然橡膠的需求量在不斷地增長。經(jīng)濟學(xué)家們預(yù)測天然橡膠將出現(xiàn)短缺，膠價將大幅度上漲，即使是他們認(rèn)為橡膠樹的葉枯萎病得到控制也是這樣。亞洲是幾乎所有天然橡膠供應(yīng)的主要來源，而且這個地區(qū)的工業(yè)化正在使亞洲消費更多的橡膠，而減少出口。在馬來西亞，土地的價格飛速上漲，許多橡膠種植者已經(jīng)轉(zhuǎn)向更加有利可圖的油料作物上去了，對勞動力的競爭也很劇烈。橡膠同殖民地時期的歷史聯(lián)系起來，如果工人有選擇的話，比如去造汽車，那么很少工人愿意去收膠水。從1988年以來，馬來西亞的橡膠產(chǎn)量下跌了近40%,而且這個勢頭還將繼續(xù)下去。

　　（譯自http://aggie-horticulture.tamu.edu/syllabi/423/rubber.htm）注1:福特蘭地亞（Fordlandia）是美國汽車大王亨利福特在1927年在巴西的叢林中耗資數(shù)百萬美元建起來的橡膠種植園，史稱福特蘭地亞。到1934年，共種植了150萬棵橡膠苗。起先一切進展順利，后來很快爆發(fā)了葉枯萎病，使膠園遭到了毀滅性的打擊。福特不甘心失敗，令其員工在更大的規(guī)模上試種，同樣歸于失敗。美國此后從亞洲輸入更加大量的天然橡膠。