全球范围的天然橡胶资源紧缺,严重制约了橡胶工业的发展,更迫使国际科技、企业界,把目光快速转向生物新材料上。由于杜仲含胶量高,通过开发,可望成为理想的第二胶源。我国在杜仲资源和技术方面都有优势,随着近年来国外一些发达国家大量高价购买我国的杜仲叶,对杜仲胶研究工作的提速,我国加紧杜仲胶新材料的研发、有效利用杜仲优势资源形势日益紧迫。
后备胶源补不足
我国是世界上最大的橡胶消费国,但又是一个橡胶资源匮乏的国家。2005我国橡胶消费量超过400万吨,约占世界橡胶总消费量的22%,连续四年稳居世界第一。然而,我国橡胶资源仅占世界总资源的不到10%,每年需求缺口在50%以上,有近180万吨橡胶需要进口。杜仲胶与三叶橡胶的化学成分完全相同,是同分异构体,可以像橡胶一样进行硫化加工。我国可种植杜仲面积占全世界的96%,同时提炼杜仲胶技术专利权也为我国所有,垄断性的适宜种植面积加上具有自主知识产权的完整技术体系,赋予我国开发利用杜仲胶的绝对优势。
杜仲胶材料具有塑料、橡胶边缘特性和良好的形状记忆功能,可以作为热收缩管,广泛应用于电缆、光缆、管件的接头密封件和各种形状复杂器件的外包、内衬材料,尤其适合作为医用材料。经过多年的努力,热塑性杜仲胶已用于生产骨科外固定材料、假肢套以及运动护具、医疗保健品等;用热弹性杜仲胶生产的形状记忆接管已投放市场;利用杜仲胶与聚乙烯有很好的共混相容性,加工成薄膜不仅可与金属很好粘合,又具有很好的透雷达波性能,可用做军工材料。
我国在杜仲胶提取等方面已做了不少工作,取得初步进展,已经开发出部分杜仲胶制品。今后我国应在扩大三叶橡胶树的种植面积、采取措施提高单位面积产量的基础上,大力开发利用杜仲等天然胶资源,形成杜仲胶的批量生产和应用,开辟新的天然胶资源,弥补天然橡胶的不足。
技术领先具优势
上世纪80年代初,中科院化学所严瑞芳教授在世界上首次将合成杜仲胶制成了弹性体,并取得了发明专利,并于1986年首次研制成功了用杜仲胶/顺丁胶共混的规格为3.25-16的摩托车轮胎(外胎)。在严瑞芳教授的带领下,中科院化学所的科研人员在杜仲胶的基础研究与应用开发中,跳出传统橡胶(天然胶、合成胶)和传统塑料的“框架”,不断取得新的突破,进而开发出3大类作用各异的材料:热塑性材料、热弹性材料和橡胶型高弹性材料,提出了“橡塑统一材料谱”的概念,并把研究提升到“杜仲胶材料工程学”的理论高度。目前,我国科研人员已拥有10多项专利技术,一个从提取杜仲胶到制造多种杜仲胶制品的完整的自主知识产权技术体系已经形成。我国相关科学家经过多年努力,也已筛选出供工业提胶的优良品种及“高接换雌”等栽培模式,使杜仲胶现在的生产成本已明显下降。
近年来,世界一些发达国家或是大量高价购买我国的杜仲叶,或是大量引进杜仲树,积极开展对杜仲胶的研究。据悉日本政府正在赞助企业,进行杜仲富胶基因导入的研究,并已取得阶段性进展,而美国、德国、加拿大等国家也在长期秘密研究杜仲胶新材料。在这种形势下,我国杜仲资源综合利用的步伐亟须提速。
综合利用促发展
杜仲资源综合利用是一项具有战略意义的系统工程,杜仲胶产业是杜仲资源综合利用系统工程的龙头。发展杜仲胶产业,不仅能带动一大批杜仲胶特殊新材料的产业化开发,还能与传统的杜仲皮、叶、果、木综合利用有机结合,集农、林、副、科、工、贸的优势,形成跨行业的绿色工程体系。
为此,关键在于建立和完善杜仲资源开发利用产业链。有关方面要以开发杜仲胶为主,采用杜仲资源“三级开发”模式,把提取药物、保健品等产品与提取杜仲胶结合起来,综合开发药品、保健饮品、家居装饰材料、饲料添加剂和各种杜仲胶新材料及产品,形成以杜仲胶为中心的树叶、种子、树皮、木材的杜仲资源开发利用大产业链;要以研发杜仲胶为中心,尽快将杜仲胶应用到航空、航天、船舶、化工、医疗、体育运动保护等领域;要将杜仲胶应用到轮胎开发,顺应国际发展长寿命、安全、节能的“绿色轮胎”的趋势,为天然橡胶贫乏的我国提供新的、来源稳定充足的后备胶种,争取改变国际天然橡胶资源分布的格局,促进橡胶工业的发展。