杜仲胶

高分子材料

杜仲胶是具有橡塑二重性的优异高分子材料，广义上来讲，分为天然杜仲橡胶与合成杜仲橡胶两类。两者与产于三叶橡胶树的天然橡胶化学成分相同，但分子结构不同，杜仲胶为反式聚异戊二烯，天然橡胶则为顺式聚异戊二烯。

特征特性

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。

产地分布

杜仲是中国特有的植物，世界95%以上的杜仲资源在中国。杜仲也是世界上适应范围最广、发展潜力最大的优质胶源树种。

中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。

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。

发展历史

上世纪五十年代初，前苏联专家曾向周总理建议，中国应提前开展杜仲代替天然橡胶的研究。我国接受这一建议，并组织专家在青岛二厂开展研究。

杜仲胶1981年，中国科学院化学所严瑞芳副研究员首次将合成杜仲胶制成弹性体，并在原西德申请了发明专利，1984年获得授权。

1993年，国家农业部原部长何康、副部长洪绂曾、原副部长相重扬及跨部门、跨学科的专家、科学工作者共同写了《关于杜仲综合利用尽快产业化的建议》上报中央，受到国务院领导的重视。

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、国家农业综合开发办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。

1996年1月，我国第一个杜仲精胶示范厂在北京顺义建成。2010年11月，国家发改委在上报国务院的信息中，提出了充分发挥我国杜仲种植和加工利用传统优势，加快杜仲开发利用的建议。2010年12月，中国橡胶工业协会专门成立了杜仲产业促进工作委员会。旨在牵头和联系有关杜仲种植、杜仲胶提取与加工应用以及循环利用等领域的企业、科研单位及其他相关企业互相配合、协调发展，推动我国杜仲橡胶产业化进程。南灵宝分别建成了百吨级杜仲橡胶生产装置和实验装置，并陆续有一定量的产品进入市场和出口国外。

2011年3月1日，中国橡胶工业协会在北京组织杜仲产业战略联盟（筹）成员单位召开了“杜仲产业化促进工作座谈会”，国家发改委产业协调司、农经司，科技部高新技术发展及产业化司等有关部门领导应邀出席会议。会议围绕我国杜仲种植模式比较，杜仲胶提取、医药及保健品制备等综合利用工艺路线选择，杜仲产业重点技术攻关方向和重点研究项目以及杜仲产业链经济性分析及市场发展预测进行了探讨和分析。3月16日，由中国橡胶工业协会牵头组织，22家积极投身于杜仲种植、杜仲胶提取与加工应用及医药保健等领域的骨干企业、高校、科研机构、政府组织及其他相关单位自愿发起的我国第一个杜仲产业战略联盟组织在青岛正式成立。

2011年4月，国家发改委发布的“产业结构调整目录（2011本）中将杜仲种植生产”和“新型天然橡胶的开发和应用列入鼓励类目录中。

资源现状

在资源培育方面，中国林业科学研究院牵头选育出6个高产胶杜仲良种，采用果园化栽培技术，杜仲产果

量比传统栽培模式提高40倍，每公顷产胶量达400千克；在产业化研究方面，已经形成了具有自主知识产权、领先世界的完整的杜仲材料科学产权体系，基本具备了产业化的基础。

中国杜仲产业也同时具备了市场优势。据测算，利用杜仲高产橡胶良种，采用果园化栽培技术，杜仲产果量

比传统栽培模式提高40~60倍，每公顷产胶量达400~600千克。如果将杜仲栽种面积扩大到300万公顷，杜仲橡胶年产量可达120万吨以上，可以使中国天然橡胶资源匮乏问题得到根本缓解。

提取方法

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。

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。

性能指标

主要技术参数：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。

工业应用

杜仲的果、叶、皮、根中均含有丰富的杜仲胶，基于杜仲胶独特的结构与性能，可以开发出三大类不同用途的材料：橡胶高弹性材料、低温可塑性材料及热弹性材料，广泛应用于橡胶工业、航空航天、国防、船舶、化工、医疗、体育等国民经济各领域，产业覆盖面极广。

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。

战略价值

其一，作为可再生天然橡胶资源，可以减少进口依赖度，有助于保障国内橡胶资源供给和橡胶工业可持续发展。

其二，杜仲胶可助力高性能轮胎等橡胶制品的发展，提升产品附加值。

其三，杜仲胶是拉动杜仲大产业发展的核心动力。

科研成果