我国杜仲橡胶产业的现状和发展
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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”,并在号称拥有我国最大杜仲林基地(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