杜仲膠應用瞄向特殊領域
作為我國特有的植物戰略資源，杜仲可謂渾身是寶。那么杜仲膠技術研發和產業化進展如何？怎樣深挖其自身寶貴價值，開發高性能橡膠、功能復合材料、高端生物基高分子材料等新產品，緩解我國天然橡膠資源匱乏局面？在12月上旬于陜西咸陽召開的2018中國杜仲產業發展高峰論壇上，與會專家認為，要實現杜仲膠的規模化生產，必須開辟杜仲膠特殊應用領域，綜合利用這一寶貴資源，跨界融合發展全產業鏈。
杜仲膠提取尚未量產
杜仲樹由含膠細胞組成，杜仲膠是含于杜仲樹的種子、樹葉及樹皮中的天然高分子聚合物材料，其化學成分異戊二烯與三葉樹天然橡膠相同，互為同分異構體。自上世紀30年代以來，世界各國一直渴望將杜仲膠制成彈性體，為天然橡膠尋找戰略后備資源。
“目前我國杜仲膠提取技術已取得突破性進展。”中國橡膠工業協會杜仲綜合利用工作委員會、中國杜仲產業技術創新戰略聯盟理事長范仁德介紹說，比如貴州大學采用全生物酶酶解提取的杜仲膠純度92%以上，達到了工業原料品級；吉首大學與湖南老爹生物公司、貴州大學合作開發的三步法天然杜仲膠提取技術提取的杜仲膠純度高達99%；青島科技大學、蘭州大學也分別開發了機械物理粉碎法、亞臨界天然杜仲膠提取工藝。
盡管提取技術已有突破，但我國杜仲膠尚未形成規模化產能，生產企業寥寥無幾。范仁德等業內人士告訴記者，目前杜仲膠原料和加工成本太高，后續應用跟不上，距離工業化為時尚早。
老爹生物副總經理楊建軍向記者介紹說，該公司生產1噸杜仲膠的成本高達25萬余元，每年僅生產數百千克杜仲膠供試驗用。他認為，目前杜仲膠加工技術和應用技術均不太成熟，綜合利用還遠不夠。其加工過程中副產的杜仲籽食用油若能得到推廣利用，將會大幅攤薄成本。
“杜仲膠從加工到應用缺乏系統性研究。”青島第派新材有限公司負責人說，該公司與青島科技大學合作實現了反式聚異戊二烯合成產業化，首套萬噸級合成杜仲膠裝置2013年底在青島投產，但裝置沒有連續化生產，年產量不到300噸。
掌握完善杜仲橡膠提取工藝技術且杜仲膠純度達95%以上的山東貝隆杜仲生物工程有限公司董事長高瑞文認為，杜仲膠難以規模化生產的主要原因，除杜仲樹種植周期長、資源有限外，政府扶持力度不夠、大眾認知度低等因素也制約產業持續健康發展。
開辟特殊應用領域
與會專家認為，杜仲膠具有獨特的橡塑二重性，作為一種珍貴稀缺的特殊材料，不適合單獨用于普通乘用車輪胎，也不可能代替天然橡膠和合成橡膠，可充分利用杜仲膠的特性開發功能復合材料、高性能橡膠、高端生物基高分子材料等高端材料。
為降低成本，盡早實現杜仲膠的產業化生產，相關單位紛紛在開辟杜仲膠特殊應用領域上下功夫。
據了解，江蘇通用科技股份公司通過混煉將杜仲膠摻入輪胎中，使輪胎耐磨性、抗撕裂性顯著提高，年產輪胎1萬多條，輪胎成本僅增加2%。中策橡膠集團也將杜仲輪胎列入研發項目。
“預計10年后可實現杜仲膠大規模產業化。”北京化工大學先進彈性體材料研究中心副主任張繼川非常看好杜仲膠的產業發展。他認為，杜仲膠應用于普通乘用車胎大材小用沒有前途，他們利用杜仲膠的低溫可塑性及形狀記憶特性，開發出體育護具、殘疾人輔具和醫療器械等生物醫用材料；利用杜仲膠與金屬粘合特性、消音減振耐屈撓及高抗沖擊特性，研發生產特殊領域的軍民兩用功能材料；利用杜仲膠的抗撕、耐扎、抗沖擊等特性，還可加工工程輪胎、飛機輪胎及坦克負重等特種輪胎。
青島科技大學橡塑材料與工程教育部重點實驗室辛振祥表示，杜仲膠與天然橡膠不是替代關系，其發展方向應是開辟高端化、功能化材料特殊的應用領域，用于高性能綠色輪胎、航空輪胎、高性能三角帶、增韌塑料、醫用夾板、減震制品、海底電纜、形狀記憶材料等。最近，該實驗室通過將石墨烯、碳納米管預分散杜仲膠改性研究，制備出高附加值的杜仲膠功能復合材料。
華東師范大學化學與分子工程學院謝美然教授透露，他們通過杜仲膠改性研究制備的杜仲膠彈性纖維強度遠高于氨綸彈性纖維，甚至高于UHMWPE和芳綸1414等特種纖維。
據悉，北京橡膠研究院與老爹生物合作，將天然杜仲膠作為生物高分子抗撕裂劑用于輪胎胎面取得明顯效果；沈陽化工大學材料學院在杜仲膠改性高聚物、航空輪胎等方面取得進展；株洲時代新材料公司開發的杜仲膠鐵路、汽車用減震降噪產品耐疲勞性提高1倍以上，膠料拉伸強度和撕裂強度顯著提升；山東美晨、青島第派新材、湖北杜仲集團等開發的杜仲膠汽車部件減震抗疲勞性能比天然橡膠產品提高兩倍；西北農林科技大學也在研發杜仲膠防輻射材料。
綜合利用跨界融合
與會專家認為，杜仲產業要實現綜合利用，就要跨界融合發展全產業鏈，將寶貴資源吃干榨凈。
“不光埋頭拉車，還要抬頭看路。”中國林業產業聯合會副秘書長李志偉提醒說，國家林業政策已有調整，到2030年力爭杜仲種植總規模達到5000萬畝，杜仲橡膠年產量達120萬~150萬噸，將形成相對穩定充足的杜仲膠資源供給體系。
國家林業局杜仲工程技術研究中心、中國林科院經濟林研究開發中心副主任杜紅巖表示，應加快突破杜仲橡膠規模化提取及其產品研發等技術瓶頸，做好杜仲橡膠產業工程等相關技術儲備，建立完善的杜仲果、花、葉、皮、材高效利用的杜仲全產業鏈。
“杜仲產業是典型的跨行業、跨地區、跨部門、跨領域的復合型新興產業，實現跨界融合勢在必行，整個產業鏈只有互為依存、協調發展才會產生效益。”范仁德建議，要轉變工、農、林等產業與信息化多元融合的思維和觀念，科研開發模式從封閉化向開放型和共享型發展，產品開發方向從單一替代材料向多品種、復合型和特殊功能材料轉變，產品由普通產品向高附加值產品、復合型和特殊功能產品轉型，如3D打印杜仲材料、摻入杜仲膠的防震、隔音產品、軍工產品等。