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杜仲胶是我国最具发展优势的天然胶替代资源

发布时间:2012-07-13 来源:中国橡胶网 作者:王凤菊

近年来,针对三叶天然橡胶资源紧缺、SALB(三叶胶白叶枯病)的威胁以及石油资源面临枯竭的局势,中国、欧洲、美国和日本等国家和地区也在积极开展寻求新型生物橡胶资源的开发工作。根据生物橡胶的资源量和开发进程来看,笔者认为,杜仲胶是我国最具发展优势的三叶天然橡胶替代资源。

银胶菊综合开发进展大

美国把种植银胶菊提升到发展本土天然胶资源的高度。美国农业部自2000年开始,将开发无过敏性反应的天然胶乳列入美国农业研究机构项目发展计划,并于当年9月与Yulex公司签订了为期5年、拨款230万美元种植开发银菊胶的项目合同。合同内容包括:完善采收后处理技术,提高可萃取胶乳的产量;研究将银胶菊种植纳入现有耕种体系的管理方法;寻找更有效的育种、栽培技术等等。

2012年初,普利司通和库珀轮胎公司先后宣布进行银菊胶用于轮胎制造的研究工作。近日,美国农业部和国家能源局拨款690万美圆,支持库珀轮胎公司开展银菊胶用于轮胎的试验研究和同时制造生物燃料的开发研究。

2010年初,欧盟将银菊胶和蒲公英替代三叶天然胶的研究列入“欧盟第七框架计划”。根据欧盟最近在法国蒙彼利埃和西班牙卡特赫娜两个种植基地的试验结果,法国蒙彼利埃年降水量多,植物不需要灌溉,每公顷年产胶乳450公斤,而西班牙卡特赫娜较干燥,缺水时可适当补充水分,每公顷胶乳年产量可达1600公斤。

近年来,银胶菊综合开发也取得很大进展。将银胶菊的树脂提取后用于制造涂料和粘合剂,剩余不含树脂的部分用来提取橡胶,提胶后的余渣进一步用来生产复合板、建筑材料和用作肥料等。

Yulex 公司将胶乳和树脂分离后,可以从树脂中回收萜类化合物、脂肪酸等。胶渣可以转化为生物能源,经发酵可以转化为乙醇,经裂解可以制成生物燃料,经汽化可以生成合成气,燃烧用于发电,等等。

 

杜仲橡胶,天然橡胶

用银菊胶制成的手套 

杜仲橡胶,天然橡胶

其他银菊胶产品

蒲公英橡胶研发受重视

总部设在美国阿克伦城的德尔塔公司也正致力于开发蒲公英橡胶草资源并准备将其产业化。蒲公英橡胶草又称为俄国蒲公英或者TKS。据文献介绍,每公顷TKS可年产胶约1120公斤。萃取后产生的副产品是230万加仑乙醇,这种替代燃料产生的价值完全能抵消TKS的成本,从而拉低TKS的市场价格。从TKS得到的天然橡胶,其物理机械性能与从三叶橡胶树上得到的天然橡胶不一样,用于轮胎还需要一个适应过程。在加工工艺上会有些细微的差异,但加工设备,比如密炼机、压延机都是一样的。

欧盟向哈萨克斯坦提供了800万欧元的科技援助资金,支持哈萨克斯坦的科技工作者研究从蒲公英中提取天然橡胶。哈萨克斯坦广阔田野中生长着大面积的野生蒲公英,且今后也可以人工种植蒲公英,哈萨克斯坦有望成为蒲公英橡胶生产大国。哈萨克斯坦的科学家希望,今后哈萨克斯坦不仅要向科技发达国家出口能提取橡胶的蒲公英根茎,而且还将出口从蒲公英中提取出的天然橡胶和橡胶制品。

杜仲橡胶,天然橡胶

蒲公英根部的胶乳

杜仲胶在中国发展最具潜力

而在中国,截止目前的研究表明,杜仲是我国发展潜力最大、综合开发价值最高的生物橡胶资源。世界95%以上的杜仲资源在中国。杜仲的果、叶、皮、根中均含有丰富的杜仲胶。杜仲胶是具有橡塑二重性的优异的高分子材料,为反式聚异戌二烯结构。杜仲树集工业应用、医药、农产业、林产业、养殖、生态于一身,即可以发展多种种植模式,又可以发展立体种植,是极具社会效益、经济效益和生态效益的宝贵工业植物。

蒲公英每公顷胶乳产量1120公斤。银菊胶每公顷年产胶乳1600公斤。叶林模式杜仲园每公顷杜仲干胶年产量900-1050公斤,据中国林科院公布的最新研究成果, 采用生物发酵法提取技术,果园化杜仲林每公顷杜仲胶年产量最高可达1200公斤,假设杜仲林下立体种植蒲公英,胶产量又可能会是多少呢?而更重要的是,杜仲产业在我国可以形成一个包括杜仲胶、杜仲中药、杜仲保健品和功能性食品、杜仲高级食用油、杜仲饲料、杜仲肥料等产品的工农业复合型绿色产业链,发展潜力巨大。

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。严教授在后续的研究中从微观结构和宏观性能的关系上找到了杜仲胶获得高弹性的基本规律,为开发不同环境下使用的新型特种功能材料及以高性能绿色轮胎为代表的工程材料奠定了基础。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了“杜仲胶/顺丁胶共混3.25-16型摩托车外胎”,安全行驶两年后的胎面及锯开的横断面处于完好状态。

杜仲橡胶,天然橡胶

 

1991年,我国第一套溶剂法杜仲胶提取试验设备在河南汝阳建成。1996年在北京顺义建成我国第一个杜仲精胶示范厂。2002年以来,又陆续在陕西安康、陕西略阳和河南灵宝市建成了三套百顿级杜仲胶试验装置。

2011年,国家发改委动用中央财政资金2500万,支持陕西、湖北和湖南的四家企业建立杜仲综合利用基地,预计2012年将有3套杜仲胶新装置建成。

截至目前为止,我国已陆续有批量杜仲胶及其产品进入市场和出口国外。杜仲胶产品应用范围已覆盖到多个领域,如轮胎、高尔夫球、医用代石膏骨科外固定及矫形用杜仲胶夹板、运动员护支具、假肢支撑腔(假肢套)、牙齿填料、运动员护齿、口香糖、实验室玻璃仪器接管、真空油泵、真空水泵密封接管等。

杜仲橡胶,天然橡胶

杜仲胶矫形固定背心

 


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