我国杜仲橡胶产业的现状和发展

我国杜仲橡胶产业的现状和发展宋志凌朱雅雄国民经济的快速发展带动了我国橡胶工业的迅猛发展。从2002年起，我国耗胶量已连续8年居全球第一，每年以约10％的速度增长，并已成为世界橡胶工业第一制造大国。而与此相对，我国同时又是橡胶资源极度匮乏的国家。近几年，我国天然胶进口量占其总消费量的70％以上，进口合成胶也占其总消费量的45％左右。胶资源短缺已成为我国橡胶行业可持续发展的瓶颈。为此，开发新的胶源，搞好废橡胶、废轮胎的回收利用是推动我国橡胶工业循环经济的必由之路。一、杜仲胶的发展历史杜仲胶是产自杜仲树的天然高分子材料。与三叶橡胶的化学成分完全相同，只是微观结构不同．两者是同分异构体。杜仲胶为反式聚异戊二烯，三叶橡胶为顺式聚异戊二烯，杜仲胶国际上又称古塔波胶(gutta-pereha)。世界橡胶工业诞生一百多年来．三叶橡胶因具有弹性，在橡胶界已被习惯称为天然橡胶，并得到广泛应用。而杜仲胶是天然胶的潜在替代品，但由于其在自然条件下只能以固体形式存在，长期以来在化工领域中仅作为塑料代用品。为开发第二橡胶资源，早在19世纪30年代．世界各国科学家就在研究把杜仲胶制成弹性体。苏联也早在1931年，就在黑海附近和北高加索大面积种植杜仲树，研究开发杜仲胶，试图解决本国硬质橡胶缺乏的问题。新中国成立后，我国于1952年接受苏联专家的建议，开始在青岛橡胶二厂生产杜仲胶。那时，我国有四个万亩杜仲林场，资源丰富，采用的生产工艺是用高浓度氢氧化钠法提胶，只能提出硬质胶。林业、化工橡胶等好几个部门也同时抓提胶．橡胶部门还就“把杜仲胶改性成弹性体”进行了重点攻关。但由于提胶成本太高，特别是提胶方法会造成严重的环境污染，将杜仲胶改性成弹性体的工作一直未能完成。1982年，中科院化学所研究员严瑞芳在西德进修期间，在世界上首次用新的硫化办法将合成杜仲胶制成弹性体，并在德国申请了专利，解决了科技界近百年来一直梦想解决而没能解决的难题。1983年初，方毅副总理在中科院1982年第68期给中央的简报上批示，予大力支持。严教授回国后暗下决心“面壁十年”，不但找到了不造成污染的提胶方法，而且从微观结构和宏观性能的关系上弄清楚了杜仲胶获得高弹性的基本规律，把对杜仲胶的认识提高到“材料工程学”的高度，并将杜仲胶加工成三大类用途不同的材料：热塑性功能塑料、热弹性形状记忆材料及橡胶材料，大大拓展了杜仲胶的用途，开发出一系列专利技术及各种不同用途的功能材料，并在世界上首次制造出“杜仲胶／顺丁胶共混3.25-16型摩托车外胎”，安全行驶两年。以它为代表，形成了我国自己的知识产权体系。这一成果在1993年美国佛罗里达召开的国际橡胶会议上受到关注。基于上述进展，1993年9月16日，农业部原部长何康、原副部长洪绂曾、相重扬和中科院化学所副所长马福荣、化工部北京橡胶研究设计院总工程师吕百龄等16位专家学者向中央提出《关于“杜仲综合利用”尽快产业化的建议》，认为“杜仲综合开发利用是一项前无古人的、具有战略意义和开发前景的新兴事业”对此，时任国务委员的陈俊生高度重视，委托国务院副秘书长刘济民主持会议，会同国家计委、国家科委、国务院扶贫开发办、国家农村综合开发办的有关领导一起听取了汇报，会议决定，支持启动杜仲胶提取及加工的小规模开发并予以资金支持．严瑞芳的课题组配合农学会完成了国务院交办的小规模粗、精胶厂的建设及验收，并与有关公司合作进行了各种功能材料的生产加工，为打通杜仲胶新材料为中心的杜仲资源综合利用高新绿色产业链奠定了基础。与此同时，日本于1992年从中国购买近千吨杜仲叶子，掀起杜仲叶开发医药、保健品和饲料添加剂的高潮，并在这三方面取得明显进展，随后又主动与我国西北农林科技大学合作，由日方出资于1998年和2005年两次举办国际杜仲学术会议．邀请严瑞芳以组委会副主任及学术委员会主任的名．义出席会议并作关于杜仲胶研发的专题报告。2008年11月，由日本能源部支持，日本日立造船株式会社、日本犬阪大学与中国西北农林科技大学合作，在中国西北农林科技大学合作挂牌成寺“中日杜仲研究所”，并在号称拥有我国昀大杜仲林基地(集中连片3万亩)的河南灵宝挂牌成立“中日杜仲研究所基地”。日方称，由于杜仲胶的特殊功能，将主要用于航天、航海、国防和医药等行业。这是日本能源部在我国农林部门唯一投资的项目．也是该部门在世界各国七项重大投资项目之一。二、我国独创杜仲胶提取应用技术体系严瑞芳教授等科研人员经过努力，发现了杜仲胶硫化过程存在3个具有不同微观结构及宏观性能的阶段。他们通过控制杜仲胶硫化过程，分别得到了低温塑性材料、热弹性材料和高弹性材料，突破了杜仲胶不能作为橡胶材料使用的禁区。其与塑料或橡胶共混后，还可形成多种不同功能的新材料。由于反式异戊橡胶生热低、动态性和耐疲劳性能好，杜仲胶还是制造高性能节能环保轮胎、汽车减震制品的理想材料。由于形成了全球独创的从提取到应用完整的技术体系，我国特有的杜仲胶为发展长寿、安全、节能的绿色轮胎，缓解我国天然胶资源严重不足的局面提供了一种新选择。2008年4月26日，世界知识产权日，由国家知识产权局主办、中国专利技术开发公司承办的首届中国专利信息发布会在京举行，选择5名专利权人在会上发布了相关专利。其中，北京鸿祥瑞龙科技有限公司副总经理严晓敏发布了关于仲胶提取及应用技术等8{项专利。其中四项与橡胶有关的是：提高橡胶气密性的方法、制备高阻尼减振降噪集成材料的方法、制备预硫化胎面的方法及高性能橡胶制品，形成了杜仲胶配套开发的完整知识产权体系。三、创建杜仲综合利用绿色产业链当前，日本在杜仲资源综合利用产业的研发方面已走在我国前面。由杜仲资源的源头切入进行杜仲资源的综合开发，日本对杜仲资源的高度重视及战略行动之快是令人深思的。日本政府加紧构建杜仲绿色产业，我们更应加深对杜仲绿色产业的认识，其重要性包括以下几个方面：1．以杜仲胶高弹性体突破推动的杜仲胶系列新材料开发与杜仲活性有效成分再利用，可以构成一条完整的杜仲资源综合利用开发的高科技产业链。2．这一产业链所开发的产品将涵盖国防、交通、医药、保健等国民经济许多部门，其用途之广、经济效益之大，其它任何一种天然植物无法相比。3．由于杜仲在我国可种植范围很大，将为天然橡胶提供充足的后备资源。4．杜仲树不像天然橡胶那样有严格的种植要求，可在偏僻的山区坡地种植，不与粮食争地，适应性强，涵水固土能力强，种植杜仲同时能起到绿化作用。5．我国的气候地理自然条件非常适合种植杜仲，通过推进杜仲资源综合利用。扩大种植杜仲，既能使贫困山区的农民脱贫，也可解决大批人员的就业问题，又可形成潜力巨大的一条绿色产业链。创造社会经济效益。此外，从美国轮胎特保案，我们也得到启示。依靠低技术含量、低附加值、低劳动力成本、低廉价格产品是没有出路的。我国若能大批量生产杜仲胶，并将杜仲胶应用到轮胎开发．顺应国际上以反式一1，4结构橡胶为主，发展长寿命、安全、节能的“绿色轮胎”的趋势，将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，促进我国橡胶工业又好又快地发展，也将可能改变国际天然橡胶分布的格局，促进世界橡胶工业的发展。杜仲大绿色产业亟需尽快正式启动。四、杜仲胶的产业化及发展方向已有的杜仲胶新材料开发包含以下内容：1、杜仲胶／顺丁胶共混(1：1)胎面3．25-16型摩托车轮胎这是世界上昀早制成的杜仲胶轮胎，安全行驶两年，无破损，磨耗不大。2、形状记忆接管可用于普通橡胶管的两端接口处，使用时，把它套在要连接的仪器接口上，用吹风机加热，管口可被扩大并被固定下来，并立刻收缩，冷却后变硬，从而起到密封固定作用。已做成各种水管及真空仪器管道的接管，国际上还没有这类材料。3、天线密封材料飞机遥测遥感雷达波导管天线的透雷达窗，要求密封且能透雷达波。通常，聚乙烯及氟塑料薄膜透雷达性能好，但粘不住，而杜仲胶薄膜可以满足这两种要求，性能指标国际领先，解决了科学院电子所“七五”、“八五”攻关难题。4．医用材料(1)骨科外固定夹板。目前仍在大量采用的石膏或石膏绷带缺点较多。而杜仲胶夹板重量轻、透X光性能好、透气性好、硬度适中，舒适无刺激性；拆去时，不须用锯锯开，操作方便、安全。(2)运动员护具。目前市场上销售的都是单一型号的高温塑料护具，运动员无法选择适合体型的护具。而杜仲胶低温可塑，运动员可对其塑形。使之与要保护的部位吻合，接触面积增大，有效地分散外界冲击力，大大提高运动员的安全。(3)假肢套。杜仲胶假肢套无需多次做模，残疾人可对假肢套加热塑型，进行调整非常方便。橡胶界目前昀关心的问题是大幅度降低杜仲胶的价格，一旦价格能降下来，就会得到广泛应用。中国林科院经济林研究开发中心研究员杜红岩．转变杜仲的传统栽培方式，紧紧围绕如何提高单位面积胶产量，开展了“丰胶型”的良种培育和栽培技术研究，并成功地进行了栽培试验，完成了以杜仲胶为产业主体的配套工程，为推广种植丰胶型杜仲，大幅降低杜仲胶的成本打下基础。在利用杜仲胶优良的共混及集成特性上，也有了可喜的进步。除涉及轮胎不同部位应用外，在传送带、减震降噪、气密性材料等方面都有进展，进一步扩大了在橡胶工业的应用面。比如在改性合成胶方面、只需用少量杜仲胶就可明显改善顺丁胶的耐撕裂性能。这就解决了由于顺矿胶撕裂强度差，人们一直不敢将它用作胎面胶的问题，也解决了使用杜仲胶成本过高的问题。胎面胶是轮胎昀具标志性的部位，若作为翻胎用预硫化胎面胶能广泛应用，将是对研究成果的昀好支持。为此，要进入新轮胎开发，选择翻胎切入，从各方面考虑都是合适的。杜仲树是我国的特有资源，自然分布在长江、黄河的中下游丘陵地区，现在国内26个省市均有种植，全国种植面积已达三、四百万亩。占全球杜仲资源的95％以上，其中集中连片种植的约100万亩，可以直接开发利用，因此我国在杜仲资源上具有绝对优势。杜仲胶作为非石油橡胶资源，在很多领域能起到特种橡胶的作用，是可持续发展的绿色产业。作为天然胶潜在替代品，将杜仲胶用作稳定充足的后备橡胶，是很有希望的。我国杜仲胶发展大事记年份事件1952年我国接受苏联专家的建议，作为绝密军事任务，由周总理亲自下达给青岛橡胶二厂四个万亩杜仲林场，资源丰富。后来提取出了硬质胶，但提取弹性体未获成功。1981年底中国科学院化学院化学所严瑞芳副研究员在原西德进修期间，通过微观结构的研究，依据自己设计的实验方案和路线．在世界上首次用硫化方法制成杜仲胶弹性体，并于1982年在原西德申请了发明专利。1988年严瑞芳带领中科院化学所杜仲胶小组，在北京市良乡轮胎厂协助下，成功研制出两条摩托车外胎，后装车安全行驶两年。1992年11月27-29日由中国农学会高新技术农业应用委员会和桂林市科技活动中心牵头主办的“全国首届杜仲综合开发利用研讨会”在桂林召开，表明我国已初步具备开发杜仲资源综合利用大绿色产业的基本条件，正式拉开综台开发杜仲资源的序幕。1993年9月16日中国科学技术协会在特一期《科技工作者建议》上发表了农业部原部长何康等十六位专家、学者“关于‘杜仲综合利用，尽快产业化的建议”，认为“这是一项前无古人的、具有战略意义、有开发前景的新兴事业”、“成果已基本具备产业化条件”、“建议尽快产业化”。1993年严瑞芳应邀在美国佛罗里达召开的国际橡胶会议上做报告，引起国内外高分子学界及橡胶界的关注。1994年1月19日中国杜仲综合开发协会经民政部注册登记，5月9日，在北京召开了成立大会。1994年5月5日受国务委员陈俊生委托，国务院副秘书长刘济民组织召开了关于杜仲资源综合开发有关问题的会议，正式提出：“杜仲的综合开发利用是贫困山区脱贫致富的支柱产业”。会议决定安排第一笔资金，支持在北京办精胶示范厂，在遵义洛阳等地办粗胶厂，并要求各部委和地方支持这项工作。1998年9月1日由中国农学会、中国杜仲综合开发协会举办的“中国杜仲综合开发利用高科技新产业发展研讨会”在北京中国科技会堂召开，相关专家分别做了“杜仲胶材料工程学的理论与实践”、“杜仲橡胶产业化发展前景”、“杜仲胶及综合开发的生产实践”等专题报告，为正式启动杜仲胶绿色大产业奠定了较好的基础。2001年10月中科院化学所与湖南衡阳金荔科技