在世界天然膠資源供應緊張、價格高揚的今天,開源節流已成為全球橡膠行業面臨的現實問題。如何擴大橡膠原料供應范圍,已成為業界新的關注點。除了擴大三葉橡膠樹的種植面積,提高單位面積產量之外,人們再度把目光投向其他天然膠資源的開發利用,傳統藥用植物杜仲及野生銀色橡膠菊有望成為第二和第三種天然膠資源。
中國:開發利用杜仲膠有絕對優勢
杜仲是我國特有的珍貴資源,屬國家二級保護植物,自然生長在四川、貴州、湖南一帶,可種植面積占全世界的96%,歷史上長期用于中藥材。上世紀50年代,我國科學家曾用其提取天然膠,發現所得物同古塔波膠(反式-1,4-聚異戊二烯)化學結構相同,性能極為近似,故又稱中國古塔波膠。
部分專家認為,壟斷性的適宜種植面積加上具有自主知識產權的完整技術體系,使我國具有開發利用杜仲膠的絕對優勢。將杜仲膠應用到輪胎生產,不僅可順應國際上以反式-1,4結構橡膠為主,發展長壽、安全、節能綠色輪胎的趨勢,還可為天然膠資源貧乏的我國提供來源穩定充足的新的后備膠種,并且有望改變國際天然膠資源分布格局。
在我國,畢生從事杜仲膠研究的不乏其人。中科院化學所嚴瑞芳教授早在上世紀80年代就在國外發明并注冊了提取杜仲膠的專利,回國后又成功研制出規格為3.25-16的杜仲膠/順丁膠摩托車胎,該輪胎耐磨、耐刺扎、不爆胎。在嚴瑞芳教授帶領下,中科院化學所的科研人員發現,杜仲膠硫化過程存在3個具有不同微觀結構及宏觀性能的階段,進而開發出3大類作用各異的材料———熱塑性材料、熱彈性材料和橡膠型高彈性材料,提出了“橡塑統一材料譜”的概念,并把對杜仲膠的研究提升到材料工程學的理論高度。目前,嚴教授已擁有10多項專利技術,一個從提取杜仲膠到制造多種橡膠制品的完整自主知識產權技術體系已經形成。
杜仲的葉片、皮、種子含膠量分別為1%~2%、5%~8%和12%~15%。但皮和種子產量有限,特別是國家禁止林木砍伐后,杜仲皮已不可得,只有杜仲葉是可多次采摘、大量獲取的資源。然而,杜仲葉含膠量太低,工業開發成本高。針對這一問題,國內外專家嘗試通過基因手段培育葉片含膠量高的新杜仲品種,目前已經取得一些進展。
西北農林科技大學林學院蘇印泉教授20多年來致力于杜仲栽培新模式、成分利用等新技術的探索,已在湖南、陜西、新疆等地成功應用“葉林模式”大面積種植杜仲,可保證工業化生產對杜仲資源的需求。
專家認為,杜仲資源開發利用的關鍵是綜合利用與建立產業鏈。杜仲綜合利用價值很高,我國已在藥用、橡膠加工材料等方面做了不少工作,并取得初步進展,已經開發出部分橡膠制品。因此,建議國家給予支持,形成杜仲膠批量生產和應用,開辟新的天然膠資源,以彌補橡膠資源的不足,完善橡膠工業循環經濟產業鏈。
國外:銀菊膠有可能逐步替代天然膠
銀菊膠又名戈尤臘橡膠或墨西哥橡膠,是從銀色橡膠菊中提取的天然膠。銀色橡膠菊生長在墨西哥北部及美國西南部一帶,可在荒漠干旱地區種植。美國固特異等公司在上世紀70年代種植過銀色橡膠菊,并開始加工、應用銀菊膠。上世紀80年代,固特異用銀菊膠試制出汽車輪胎和航空輪胎,其行駛里程、起落次數等使用性能均接近天然膠。
銀菊膠除物理機械性能與天然膠相近外,其最大特點是不含蛋白質。美國正計劃逐步用合成膠和其他非致敏材料替代天然膠,其中銀菊膠成為首選,種植銀色橡膠菊也被提升到發展本土天然膠資源的高度。美國農業部自2000年開始,將開發無過敏性反應的天然膠乳列入美國農業研究機構項目發展計劃,并于當年9月與Yulex公司簽訂了為期5年、撥款230萬美元的項目合同。合同內容包括:完善采收后處理技術,提高可萃取膠乳的產量;研究將銀色橡膠菊種植納入現有耕種體系的管理方法;尋找更有效的育種、栽培、植保、采收、加工、綜合利用措施,并研究上述因素對膠乳質量的影響。
經過多年試種及品系改良,Yulex公司已摸索出一套提高銀色橡膠菊單位面積產量的方法,并攻克了萃取高品位膠乳的技術難關。這家創建于1997年的企業,已成為美國農業部推廣種植銀色橡膠菊的示范基地。該公司于2003年實現了首批銀菊膠乳商品化,近年來一再擴大種植面積,目前大約有銀色橡膠菊2500公頃。
日前,Yulex公司與Centrotrade公司簽訂合同,將未來5年全球范圍內銀菊膠乳經銷權授讓給對方。據估計,此項合同將給Centrotrade公司增加1.5億多美元的年銷售收入,并加速銀菊膠的工業應用,擴大銀菊膠乳制品在醫療用品市場的份額。同時,Centrotrade公司計劃將其推廣至其他領域。