天然膠資源匱乏，供不應(yīng)求，嚴(yán)重制約了我國橡膠工業(yè)發(fā)展。開發(fā)第二天然膠資源——杜仲橡膠是補充天然膠資源最積極有效的途徑之一，也是加快我國橡膠工業(yè)健康發(fā)展的一種根本措施。

　　寶貴工業(yè)植物杜仲

　　杜仲是我國特有的植物，其種植面積是三葉橡膠樹的數(shù)倍，世界95%以上的杜仲資源都在中國。杜仲適應(yīng)性極強，在我國亞熱帶至溫帶的27個省份均可種植，杜仲栽培模式的改良和杜仲良種選育的進展，已經(jīng)為杜仲資源的發(fā)展奠定了很好的基礎(chǔ)。

　　杜仲橡膠存在于杜仲的果、葉、皮、根中，其中葉含膠量為2%～5%，樹皮含膠量為6%～10%，種子、果皮含膠量為12%～18%。看似含量不高，但每株杜仲植株的樹皮、樹葉和翅果種子含膠量的總和卻是巨大的，單株樹的杜仲橡膠產(chǎn)量也高于單株三葉橡膠樹的橡膠產(chǎn)量。利用杜仲高產(chǎn)膠良種培育的果園化杜仲林每公頃產(chǎn)果量達到3.5~4.5噸，每公頃產(chǎn)膠量可達400~600千克，比傳統(tǒng)喬林栽培模式提高40~60倍。杜仲葉林栽培模式試驗結(jié)果表明，杜仲葉林定植3年后，每公頃可年產(chǎn)杜仲干葉15噸，杜仲干皮0.5噸，木材22.5噸，每公頃杜仲橡膠產(chǎn)量500~600千克，為天然杜仲橡膠的規(guī)模化開發(fā)奠定了良好基礎(chǔ)。

　　杜仲樹集工業(yè)應(yīng)用、醫(yī)藥、農(nóng)產(chǎn)業(yè)、林產(chǎn)業(yè)、養(yǎng)殖、生態(tài)于一身，既可以發(fā)展多種種植模式，又可以發(fā)展立體種植，是極具社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的寶貴工業(yè)植物。杜仲資源綜合開發(fā)可有效降低杜仲橡膠生產(chǎn)成本，如杜仲橡膠、杜仲中藥、杜仲保健品及功能食品的開發(fā)、杜仲飼料添加劑加工、畜禽養(yǎng)殖、杜仲木材加工、杜仲生態(tài)及土壤改良、杜仲生物質(zhì)燃料開發(fā)利用等。

　　杜仲膠開發(fā)掀高潮

　　杜仲橡膠與天然橡膠的化學(xué)成分相同，但分子結(jié)構(gòu)不同，是同分異構(gòu)體。杜仲橡膠具有雙鍵、柔性、反式結(jié)構(gòu)三大特征，可用作橡膠高彈性材料、低溫可塑性材料及熱彈性材料，廣泛應(yīng)用于橡膠工業(yè)、航空航天、國防、船舶、化工、醫(yī)療、體育等國民經(jīng)濟各領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)覆蓋面極廣。

　　早在19世紀(jì)80年代，中科院嚴(yán)瑞芳研究員在世界上首次用新的硫化辦法將合成杜仲橡膠制成彈性體，并將杜仲橡膠加工成三類用途不同的材料：熱塑性功能塑料、熱彈性形狀記憶材料和橡膠材料，開發(fā)出一系列專利技術(shù)及各種不同用途的功能材料，并在世界上首次制造出了“杜仲橡膠/順丁膠共混3.25-16型摩托車外胎”，安全行駛兩年后的胎面及鋸開的橫斷面處于完好狀態(tài)。

　　我國第一套溶劑法杜仲橡膠提取試驗設(shè)備于1991年在河南汝陽建成。我國第一個杜仲精膠示范廠于1996年在北京順義建成。之后又陸續(xù)在陜西安康、陜西略陽和河南靈寶市建成了杜仲橡膠提取裝置。2011年，國家發(fā)改委、工信部、科技部等部門對杜仲資源培育、綜合開發(fā)、杜仲橡膠提取等給予了扶持和資助。

　　我國杜仲橡膠的開發(fā)及應(yīng)用受到美、日等國的高度關(guān)注。在日本能源省和日本新能源及產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)的資助下，由日本大阪大學(xué)和日立造船株式會社組成的研究團隊常年堅持對天然杜仲橡膠的研究工作，先后在我國陜西楊凌和河南靈寶建立了杜仲橡膠提取和生產(chǎn)裝置。大阪大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，杜仲葉中一種名為“異戊烯吡咯啉酸”的物質(zhì)通過4種酶的作用合成了杜仲橡膠，并同時查明了這些酶的基因;另有研究發(fā)現(xiàn)隨著杜仲異戊烯基焦磷酸異構(gòu)酶表達量的增加，杜仲植物中反式異戊二烯的含量將可增加3~4倍。這一重大發(fā)現(xiàn)，為大幅提升杜仲橡膠產(chǎn)量探索出一條重要途徑。此外，日本可樂麗(Kurary)公司建有一套400噸/年的合成杜仲橡膠生產(chǎn)裝置，產(chǎn)品主要用于醫(yī)用材料市場。美國固特異公司已將合成杜仲橡膠應(yīng)用于高端輪胎的商業(yè)化制造。相比之下，我國對杜仲橡膠的高效提取和應(yīng)用仍處于弱勢。

　　經(jīng)過幾十年的努力，我國杜仲橡膠發(fā)展已經(jīng)進入了一個新階段，首套百噸級連續(xù)化天然杜仲橡膠生產(chǎn)裝置已在湖南湘西建成投產(chǎn)，成功生產(chǎn)出純度大于94%的天然杜仲精膠。科技部于2017年啟動了國家重點研發(fā)計劃項目——“新型生物基橡膠材料制備技術(shù)及應(yīng)用示范”，其中“杜仲橡膠高效提取關(guān)鍵技術(shù)及性能研究”是其中一個重要的研發(fā)內(nèi)容，旨在建成我國首條千噸級杜仲橡膠高效提取工業(yè)化裝置。2019年“杜仲資源高值化利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟”正式成立，聯(lián)盟旨在推動我國杜仲資源高值化利用創(chuàng)新研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化，突破杜仲產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程中共性和關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，促進杜仲各產(chǎn)業(yè)鏈端的合作和共同發(fā)展，將新型天然橡膠資源——杜仲橡膠的開發(fā)推向了一個新的高潮。

　　前景廣闊潛力巨大

　　近年來，我國在杜仲橡膠應(yīng)用開發(fā)方面的研究已經(jīng)逐步活躍起來。杜仲橡膠用于高耐磨性輪胎膠料可以改善輪胎的滾動阻力和耐磨耗性能、延長使用壽命，并實現(xiàn)節(jié)油2.5%左右。試驗表明，每噸杜仲橡膠用于輪胎可節(jié)油70噸，減少二氧化碳排放200噸。2017年沈陽化工大學(xué)制備出世界首批生物基杜仲航空輪胎。杜仲橡膠在航空及有關(guān)行業(yè)輪胎的開發(fā)，順應(yīng)了國際上以反式膠為主，發(fā)展長壽命、高強度、安全、節(jié)能“綠色輪胎”的趨勢，可以解決長期以來困擾航空業(yè)及相關(guān)行業(yè)中輪胎強度、輪胎壽命、輪胎摩擦放熱等一系列重大問題，最大限度地減少由于飛機輪胎爆裂而造成的災(zāi)害，為我國國防工業(yè)、航空航天工業(yè)的發(fā)展提供了新型橡膠材料。

　　杜仲橡膠同時又是合成橡膠和塑料的優(yōu)良改性材料，杜仲橡膠與塑料共混改性可以制造高性能塑料合金，廣泛用于汽車部件、體育運動器材等，在我國蘊藏著巨大的潛在市場。

　　杜仲橡膠還可應(yīng)用于海底電纜、高性能三角帶、醫(yī)用夾板、形狀記憶材料、減震降噪集成材料以及其他特殊環(huán)境下使用的新型功能材料等。

　　此外，杜仲橡膠的應(yīng)用研發(fā)和推廣對能否帶動杜仲大產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展，將發(fā)揮關(guān)鍵性的作用。重視杜仲橡膠的研發(fā)，將推動我國輪胎等橡膠制品產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和應(yīng)用性能邁上新的高度。重視杜仲橡膠的戰(zhàn)略地位，以杜仲橡膠發(fā)展為龍頭，實現(xiàn)杜仲橡膠的規(guī)模化生產(chǎn)，將實現(xiàn)杜仲資源真正意義上的綜合利用，從而帶動杜仲大產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。