TPI介绍与应用
一、简介
杜仲胶是我国一种野生天然高分子资源，它存在于杜仲树的叶、皮、根中。杜仲胶和产于三叶橡胶树的天然橡胶，化学成份相同，但分子结构不同，杜仲胶为反式聚异戊二烯，天然橡胶为顺式聚异戊二烯。在理论上，由于同种杜仲胶分子，因硫化方式不同，既可呈现橡胶态又可呈现不同的塑料态，根据此观点，有可能在理论上深化对高分子材料分子结构和宏观物理性能间关系的认识，并促进高分子理论的发展。
杜仲是中国特有的名贵经济树种，也是世界上适用范围最广的重要胶原植物。杜仲的树叶、树皮和果皮中均富含一种白色丝状物质——杜仲胶。杜仲胶独有“橡胶-塑料二重性”的发现，开拓了杜仲胶的应用领域。它的综合开发利用，已经引起国家有关部门的广泛关注。
杜仲树的幼苗就可用以提取橡胶，树龄增到10～15年，每公顷可产橡胶 270千克以上。杜仲树的含胶量为：干皮含胶量11%～20%；含仁干果实含胶量12%；干叶含胶量4%～6%；老细枝干皮含胶量10%。
杜仲胶是天然橡胶之一，产自属于杜仲科的杜仲树，是中国的特产。除木质外，杜仲树的叶、根、皮、种子都含有杜仲胶。
我国最大的杜仲基地位于秦岭山中的略阳县境内，共有1.3亿株，58万亩
优质杜仲资源。大秦岭得天独厚自然环境为这一珍稀古树的生长提供了良好的温床。
略阳县嘉木杜仲产业有限公司是集杜仲技术研发.产品开发. 市场开拓与基地建设于一体的农业产业化科技示范企业,是国家科技部.财政部技术创新基金
重点扶持企业。也是填补多项技术空白和杜仲开发技术的拥有者，是国内该领域的骨干和龙头企业。
张家界慈利县拥有杜仲林近两万亩，是解放初期在苏联专家的指导下建成的一处大型杜仲林场，也是世界著名的几大杜仲林场之一，素有“杜仲之乡”的美誉。
二、成分性质
杜仲胶和古塔波橡胶的化学成分都是反－1,4－聚异戊二烯，是巴西橡胶的成分顺－1,4－聚异戊二烯的同分异构体，它们的物理性质大不相同。
杜仲橡胶在室温时是皮革状的坚韧物质，纯胶无色，商品胶则带有各种颜色。纯胶在10℃时结晶，40～50℃开始表现有弹性，易伸长，100℃软化，具有可塑性,冷却后可恢复原来的性质。其软化点与可塑性随树脂含量而异：含树脂率2%～6%者，软化点为62～63℃；含树脂率7%～12%者,软化点为59～60℃。杜仲橡胶的相对密度为0.95～0.98；平均分子量为160000～173000，混炼后降解。
研究发现，杜仲胶可以用于开发热塑性功能材料、热弹性形状记忆材料，特别是我们开发研制的杜仲胶高弹性材料。它可以用于航空及有关行业轮胎的开发，顺应了国际上以反式胶为主，发展长寿命、高强度、安全、节能“绿色轮胎”的趋势，可以解决长期以来困扰航空业及相关行业中轮胎强度、轮胎寿命、轮胎摩擦放热等一系列重大问题，最大限度地减少由于飞机轮胎爆裂而造成的灾害，为我国国防工业、航空航天工业的发展提供了新型橡胶材料。
不同于热带的古塔波橡胶和巴西橡胶,只能采用溶剂抽提法、研磨浮选法、碱液浸洗制胶法取得。用碱液浸洗法可制得含70%左右的杜仲橡胶。流行的杜仲胶提取技术都为小规模的分立式提取。
三、性能与应用
密度0.91g/cm3，拉伸强度极限20～28N/mm2，拉断延伸率≤1000%，硬度(IRHD)50～98，耐油性能良好，允许工作温度-50℃～160℃。杜仲橡胶化学性质活泼，极易氧化成为白色脆性体，因此在研磨、浮选、干燥时，必须及时加入防老剂。杜仲胶在正负50摄氏度时即融化为膏状物，随意切割有很强的可塑性。
杜仲橡胶绝缘性好，耐水、耐酸碱腐蚀。长期以来，用于水下电线或海底电缆，或直接制造电工绝缘器材、耐酸或耐碱衬里等；还可以用于制作轮胎；还以机体使用无排他性的优势被国外广泛采用应用于牙科等医学领域。
中投顾问化工行业研究员常轶智指出，反式异戊橡胶的用途十分广泛，它既是塑料，又是橡胶，还可用作功能材料，不仅可作为特种橡胶用于具有较高附加值的医用材料、形状记忆功能材料等，还可作为通用橡胶用于制备轮胎和减震制品等，具有节能减排和延长轮胎使用寿命等效果。
据中投顾问发布的《2010-2015年中国轮胎行业投资分析及前景预测报告》显示，在汽车行驶过程中，30%以上的油耗来自轮胎。其中，轮胎滚动阻力是影响碳排放的主要因素之一，例如，滚动阻力每减少20%，行驶100千米的二氧化碳排放量就可减少400克。
而降低轮胎的滚动阻力，一方面可从轮胎的结构着手，例如，轮胎的子午化、扁平化、无内胎化和轻量化等；另一方面是确定轮胎结构后，选择特定的胶料来制造轮胎，例如，采用低内耗、低生热的胶料来制造轮胎以降低轮胎的滚动阻力。
据中投顾问发布的《2010-2015年中国轮胎行业投资分析及前景预测报告》显示，1吨反式异戊橡胶用于制造轮胎，共可节省燃油70-80吨，减少二氧化碳排放量200吨左右，而且可以使轮胎的使用寿命延长。
由此可见，反式异戊橡胶在轮胎方面的应用不仅可以产生一定的经济效益，还可产生巨大的社会效益。因此，常轶智认为，国家应应重视反式异戊橡胶在轮胎方面的应用，并对加入反式异戊橡胶胶料的这类新型节能轮胎给予扶持，以加快国内产业技术升级，促进我国低碳经济的发展。
四、发展大事
1.1952年，我国接受苏联专家建议，在青岛橡胶二厂生产杜仲胶，当时这项生产是作为绝密的军事任务，由周总理亲自下达给青岛橡胶二厂。朱德、陈云同志曾亲自到厂里视察情况。那时，我国有四个万亩的杜仲林场，资源丰富。后来，提出了硬质胶，提取弹性体未获成功。
2.1981年年底，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，首次将合成杜仲胶制成弹性体，1982年在原西德申请了发明专利，并于1984年获得了批准。
3.1983年元月10日，方毅副总理在中国科学院简报1982年第68期《严瑞芳发明一种橡胶加工新硫化方法已在西德申请专利》上批示“应予大力支持”。
4.1988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，成功研制出两条杜仲胶/顺丁胶共混摩托车外胎，后装车安全行驶两年，证明杜仲胶是可以用于制作轮胎的。
5.1992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，来自十一个省的高等院校、科研机构、管理部门、生产单位的代表出席会议。会上发表了系统的学术报告，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。正式拉开了我国综合开发杜仲资源的序幕。
6.1993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的条件”“建议尽快产业化”。
7.1993年严瑞芳教授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。随后应美国马萨诸瑟大学名誉教授，美国高分子学会主任，太平洋高分子联盟主席J.C. Salamone邀请，在他主编的“高分子材料百科全书”上撰写“杜仲胶”(EUCOMMIA ULMOIDE GUM) 专论，严教授在文中提出了以“杜仲胶材料工程学”为中心的一系列新观点，被编著者改为一系列新理论。这表明当时我国在杜仲胶材料科学领域的研究处于国际领先地位。
8.1994年5月5日，受国务委员陈俊生的委托，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。国家计委、国家科委、国务院扶贫开发办、国家农业综合开发般的有关领导听取了农业部、中国农学会的汇报后，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”。汇报后形成会议纪要，转发有关部委。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、略阳等地办粗胶厂，并要求各部委和地方支持这项工作。
9.1998年9月1日由中国农学会、中国杜仲资源开发协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隆重召开，会议由农业部原副部长洪绂曾主持，洪绂曾、科学技术部副部长韩德乾等领导先后讲话。严瑞芳等人分别做了“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”、“杜仲保健品的开发前景”、“杜仲叶饲料添加剂研究成果及开发应用概述”、“提高杜仲胶产量的栽培措施和育种途径”“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。
10.2001年10月，为了使具有自主知识产权的杜仲胶系列专利高新技术产业化，形成以杜仲胶新材料为中心的杜仲资源综合利用，在科技部原副部长韩德乾的关心、支持下，化学所与湖南衡阳金荔科技农业股份有限公司、广州金荔庄实业发展公司通过多次友好商洽，于5月28日签署了投资合作协议，共同投资2000万元，并于10月在北京注册成立"北京金荔中科杜仲高新技术有限公司"。从而使中科院化学所杜仲胶系列技术迈向产业化。
11.2008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的8项专利。
12.中国杜仲胶科学研究院正式成立。由官产学研联合组成的研究院以中国橡胶工业协会为引领，青岛第派新材有限公司为主导，参与单位有青岛科技大学、软控股份有限公司等，中国橡胶工业协会范仁德会长任名誉院长，国际著名橡胶专家王梦蛟博士任院长。