论文部分内容阅读
摘要:对较具代表性的银菊、杜仲及蒲公英橡胶草的开发历程及现状进行阐述,指出天然橡胶替代资源开发存在的困难,分析该领域的前景并提出发展对策。
关键词:天然橡胶;替代资源;开发现状;前景分析;对策
天然橡胶是重要的战略资源,广泛应用于工业、国防、交通、民生、医药、卫生等领域,直接关系到一个国家的经济发展、政治稳定和国家安全。其中,30%自给率是国际公认一个国家橡胶产业最基本的安全保障线,但由于中国当前橡胶工业快速发展,导致国内耗胶量不断上升,从1998年开始自给率不断降低,在2005年首次跌破安全线时的28%,直线下跌到2014年的19%[1]。而在天然橡胶产量方面,由于传统的巴西三叶橡胶树单株产量提升空间已经十分有限,加上投机炒作常常令天然橡胶价格上下波动;另外,合成橡胶价格随直接挂钩的国际油价不断变化;从控制资源角度及稳定价格角度来说,寻求其他资源替代天然橡胶,仍然是未来全球橡胶业可持续发展的一个重要课题。长期以来,为打破地域束缚桎梏,不少非植胶区国家及需求量大的地区很早就展开了天然橡胶替代资源的开发研究,从近2000多种含胶植物中挑选出较具代表性的银菊、杜仲及蒲公英橡胶草,在其种植抚管模式、胶乳提炼技术和综合开发应用等方面取得了一定研究进展,此举对开发生物基橡胶,实现天然橡胶多元化发展具有积极意义。
1 天然橡胶替代资源开发现状
1.1 银菊橡胶
1.1.1 基本概况
银菊橡胶存在于一种多年生灌木植物银菊,主产区位于前苏联、中美洲墨西哥等地,后经人工栽培种,2~4年后即可收其茎和根,经机械粉碎、化学溶剂抽提胶乳制得。
1.1.2 发展历程
墨西哥印第安人在1852年发现可从银胶菊中提取橡胶物质,并在1876年展出了样品,而1904年创立的国际橡胶公司是银菊胶最早的生产单位;二十世纪的二十年代,美国和苏联在其属地内推广种植,其中第二次世界大战期间美国制订了橡胶应急计划,银菊橡胶得到大力发展,但之后因为马来西亚地区三叶胶增产等原因,银菊胶的生产进入快速衰退期[2]。
1.1.3 开发现状
许多国家看好银菊橡胶是最好的替代资源。主要因为银菊橡胶成分里没有蛋白质,属于替代非致敏天然橡胶的最优选择 [3]。2000年开始,开发无过敏性反应的天然胶乳被列入美国农业研究机构项目发展计划[4]。日本普利司通公司为实现轮胎原料100%可持续化,对以银菊为代表的各种生物材料进行研发 [5]。2010年初,银菊胶和蒲公英替代三叶天然胶的研究被列入“欧盟第七框架计划”[6]。近年来,银胶菊综合开发也取得很大进展。银胶菊的树脂提取用于粘合剂和制造涂料后,用剩余不含树脂的部分提取橡胶,提胶后的余渣可用来生产建筑材料、复合板及用作肥料等[6];而树脂和胶乳分离后,可以从树脂中回收脂肪酸、萜类化合物等,胶渣可转化为生物能源,经发酵可转化为乙醇,经裂解可制成生物燃料,经汽化可生成合成气,燃烧用于发电,等等[7]。
1.2 杜仲橡胶
1.2.1 基本概况
杜仲是优质胶源树种,其橡胶存在于杜仲树的叶、皮、根中。中国拥有全球95%以上的杜仲资源,秦岭山中的略阳县是我国最大的杜仲基地,共有3.87万hm2,1.3亿株优质杜仲资源。杜仲胶和产于三叶橡胶树的天然橡胶,化学成份相同,但分子结构不同,杜仲胶为反式聚异戊二烯,天然橡胶为顺式聚异戊二烯[8]。
1.2.2 发展历程
上世纪五十年代初,我国组织专家在青岛二厂开展杜仲代替天然橡胶研究,直到1981年,中国科学院化学所首次将合成杜仲胶制成弹性体,随后制造出了以杜仲胶和顺丁胶混合的摩托车外胎;1996年,国家在北京顺义建设了一个精胶示范厂,在遵义、略阳等地建设了粗胶示范厂; 2010年年底,杜仲产业促进工作委员会在中国橡胶工业协会的支持下成立[9],;该促进会于2011年成立我国第一个杜仲产业战略联盟组织,推动我国杜仲橡胶产业化进程。同年4月,国家发改委将“杜仲种植生产”和“新型天然橡胶的开发和应用”列入产业结构调整目录(2011本)的鼓励类目录中。
1.2.3 开发现状
在资源培育方面,目前有6个高产胶杜仲良种被中国林业科学研究院牵头选育,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,产胶量达400kg/hm2[10];在加工应用方面,杜仲胶拥有优异的耐磨性以及耐疲劳性,是具备较大发展潜力的天然橡胶替代资源;在产业化研究方面,具有完整自主知识产权的杜仲材料科学产权体系已经形成,该体系在中国具备了产业化的基本条件并领先于全世界。
目前,热塑性杜仲胶应用已十分广泛,主要用于生产骨科外固定材料、假肢套以及运动护具、医疗保健品等,具有卫生、轻便、透X光,操作简便、物美价廉等优点,比进口的其他高分子代石膏材料更受欢迎。利用聚乙烯与杜仲胶有很好的共混相容性,加工成薄膜可与金属很好粘合,并且具有很好的透雷达波性能,进行合成孔隙雷达波导天线密封用的透雷达波材料研究,可促进军工的发展[11]。
1.3 蒲公英橡胶
1.3.1 基本概况
蒲公英橡胶由草本植物青胶蒲公英的胶乳制得,该橡胶草性耐寒,原产前苏联,生胶集中于根部皮中的乳汁内,约占8%~10%。工业用生胶,一般含橡胶烃80%~86%、树脂10%~11%,其硫化胶的物理化学性质近于烟片胶,但耐热性和定伸强度很低[12]。
1.3.2 发展历程
受地域限制,天然橡胶研究计划在很多非植胶区国家相继提出,比如美国“卓越计划”、欧盟“珍珠计划”等;2012年,日本通过自主研发提胶技术,成功地将哈萨克斯坦等地原产的蒲公英根部的天然橡胶提取出来用于制作轮胎 [13]。同年,中国开始进入蒲公英橡胶研究领域标志是北京化工大学与山东玲珑轮胎签署了开发蒲公英橡胶的合作协议[14],2015年,在双方主导下成立了“蒲公英橡胶产业技术创新戰略联盟”,我国进入蒲公英橡胶产业商业化快车道。 1.3.3 开发现状
哈萨克斯坦种植有大量的野生蒲公英,其人工种植技术成熟,为此欧盟向哈萨克斯坦提供了800万欧元的科技援助资金,用于支持科技工作者研究从蒲公英中提取天然橡胶。哈萨克斯坦的科学家希望将自己的国家建设成为蒲公英橡胶生产大国,不断向其他国家出口从蒲公英中提取出的天然橡胶和橡胶制品。
中国方面,超46000个基因的高质量的橡胶草基因组草图被中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋研究组完成;另外产胶植物与非产胶植物的基因组由中国科学家进行了比较,同时,橡胶草中橡胶合成途径和菊糖合成途径被鉴定出来,与自交衰退相关的可能候选区域在橡胶草基因组中被挖掘出来。这些研究加速了橡胶草从毫无价值的野生植物向具有较高经济价值的作物进化,天然橡胶合成被以橡胶草作为模式植物进行的研究推进了“后基因组时代”。
2 天然橡胶替代资源开发存在的困难
2.1 自身条件限制
2.1.1 橡胶提取难度大,工业开发成本高
三种天然橡胶替代植物都是要通过收集其根茎叶来提取橡胶,技术难度大。比如杜仲,本来皮和种子就很少,而实行禁伐林木政策后,杜仲皮已无法获取,剩下叶子是可多次采摘、获取的资源。只是叶子含胶量非常低,仅为2.5%,另外杜仲叶的采集、运输和储存成本高,让多数企业望而却步,产品不能形成有效的商品市场;蒲公英橡胶草提取的天然橡胶容易混入杂质,生产成本仍比巴西橡胶树要高。
2.1.2 加工应用处于试验阶段
替代资源与天然橡胶在理化性质上,还是存在着一定的差距。目前加工应用还只是处于试验阶段,对环境保护和满足市场需求的产能需要充分考虑,因此将其应用于我们的日常生活生产还需要一个过程。
2.2 外部环境制约
2.2.1 传统天然橡胶产业地位稳固
生产技术成熟,适宜大规模生产,产品易加工保存,市场规模大但也可以作为集约化经营,这是传统天然橡胶产业所具备的优势条件。经济效益虽受市场价格波动影响但一般不会颗粒无收,非常有利于偏僻地区人民发展商品化生产,是一条脱贫致富的好路子[15]。
2.2.2 当前全球天然橡胶供大于求
国际橡胶研究小组(IRSG)和天然橡胶生产国联合会(ANRPC)的统计数据表明,2002~2011年天然橡胶价格上涨过快,因此在2004~2013年,全球胶农植胶积极性空前高涨,每年新增胶园面积34万hm2,我国新增4.47万hm2。经过7~8年的非生产期管理,2004年以后新增的胶园现在陆续进入割胶稳产期,产量也不断增加,生产能力得到持续加强。
2.2.3 三叶橡胶提供天然橡胶的能力仍在加强
1930年以后,全世界90%以上的三叶橡胶树产量在亚洲。截止目前,东南亚还没有全面开发多个劳动力便宜国家的天然橡胶资源。而非洲拥有与亚洲相当的热带土地面积,但只有全世界5%的天然橡胶产量出产于此。这些年,国内外都有企业在非洲积极探索发展天然橡胶产业,在外来资金刺激作用下,快速发展非洲的天然橡胶产业成为可能。同时,抗南美叶疫病橡胶树品种如果在培育上取得突破,作为原产地,三叶橡胶种植面积和天然橡胶产量在美洲会得到增加。因此,全世界天然橡胶产业的生产能力仍在不断加强[16]。
3 天然橡胶替代资源开发前景及对策
3.1 前景
3.1.1 采收期短,种植范围广,优势明显
替代资源中的蒲公英橡胶不仅具有产品强韧、天然橡胶含量高、产量高、种植范围广、基因组相对简单、遗传转化与基因编辑较容易等特点,而且种植要求非常低,在采集周期上也具有一定的优势,有利于降低种植成本,因此是最具优势的替代生产天然橡胶的经济作物,前景看好。
3.1.2 特殊性能特别应用
以杜仲橡胶为例,其绝缘性能好,对酸碱腐蚀具有较强的耐性,同时还耐水。一直以来,水下电线或海底电缆和制造电工绝缘器材与耐酸或耐碱容器等就是利用其制造的,不仅如此,还可以利用其制造轮胎,应用于牙科等医学领域。
3.1.3 突破地域限制贡献大
三种植物作为可再生天然橡胶资源,其规模发展可以减少进口依赖度,有助于保障橡胶资源供给和橡胶工业可持续发展,解决天然橡胶主要依靠东南亚国家供给的这一全球性难题,确保天然橡胶的良性供应以及价格平稳,降低合成橡胶的使用量,从而减轻碳排放的压力,为发展长期健康的全球橡胶工业奠定坚实基础。
3.2 对策
3.2.1 以技术、资源贮备为主
替代橡胶研究要以相关高端技术及资源储备为主,不断进行种植工厂化、规模化的可行性研究,进一步将替代橡胶的提炼技术不断熟化,打好产业化生产的坚实基础。
3.2.2 发挥优势、实现综合开发利用
我国是杜仲橡胶的主产区,并拥有提炼杜仲胶技术专利权,属于具备强劲竞争力的民族产业。我们要尽早将这一优势利用好,使杜仲胶不仅具备中草药功能,还成为一种新型的工业资源。利用其制造轮胎,不仅为中国提供新的、来源稳定充足的后备胶种,还有望打破国际天然橡胶资源分布不均的格局,促进全球天然橡胶工业不断向前发展。
以杜仲胶为例,当前要从实际出发,朝综合开发利用方向前进,赢取最大经济效益。杜仲浑身是宝,杜仲产业在我国可以形成一个工农业复合型绿色产业链,发展潜力巨大。在这个过程中,要深入开展规模化种植特别是杜仲林下立体种植蒲公英橡胶草以提高土地利用率增加橡胶产量的可行性研究,不断熟化杜仲橡胶综合提取技术,降低生产成本;同时积极与市场对接,按照市场规则,通过各种办法将杜仲胶的价格降到等同或略高于天然橡胶的市场价格,让杜仲胶成为商品进入市场,才能使其独有的橡胶-塑料兩重性优势为市场青睐,赢取更大的经济效益。 参考文献
[1] 张立群.加速开发蒲公英橡胶战略材料[N].中国化工报,2015-06-15(002).
[2] 山崎升,马慎敏.“老”而“新”的天然胶—银菊胶[J].橡胶译丛,1980(3):10-13.
[3] 何飞,宋瑞英.银菊胶在汽车橡胶制品中的应用[J].世界橡膠工业,2017,44(9):5-11.
[4] 朱永康.银菊胶乳用作牙科材料[J].橡胶科技,2013,11(6):30.
[5] 朱永康.普利司通在美建银菊橡胶研究基地[J].橡胶科技市场,2012,10(9):58.
[6] 王凤菊.国外生物橡胶资源开发动态[J].中国橡胶,2012,28(13):4-7.
[7] 赵敏.固铂完成的研究证明银胶菊植物可以是轮胎橡胶的来源[J].轮胎工业,2017,37(10):638.
[8] 张伟,王睿,高爱林.杜仲胶、本体法TPI(反式-1,4-聚异戊二烯)、溶液法TPI共混改性天然橡胶的性能分析[J].青岛科技大学学报(自然科学版),2021,42(1):78-84.
[9] 王凤菊.我国杜仲胶发展概况[R].中国橡胶工业协会,2011.
[10] 林清波.杜仲良种介绍及发展前景分析[J].现代农村科技,2019(7):35,103.
[11] 冯志博,张继川,张天鑫.杜仲橡胶的研究现状与发展前景[J].橡胶工业.2017,64(10):630-635.
[12] 卓杨鹏,廖双泉,廖小雪.蒲公英橡胶草橡胶的提取及其性能研究进展[J].橡胶工业,2021,68(2):154-159.
[13] 崔树阳,张继川,张立群.蒲公英橡胶产业的研究现状与未来展望[J].中国农学通报,2020,36(10):33-38.
[14] 钱伯章.生物基橡胶和汽车轮胎及材料开发进展[J].生物产业技术,2013(6):31-41.
[15] 安峰,林位夫,王纪坤.我国巴西橡胶树种植业前景展望[J].中国热带农业,2017(6):6-9.
[16] 邓海燕,朱雅雄.天然橡胶资源新探索:开辟途径弥补不足[J].中国橡胶,2005(20):5-7.
关键词:天然橡胶;替代资源;开发现状;前景分析;对策
天然橡胶是重要的战略资源,广泛应用于工业、国防、交通、民生、医药、卫生等领域,直接关系到一个国家的经济发展、政治稳定和国家安全。其中,30%自给率是国际公认一个国家橡胶产业最基本的安全保障线,但由于中国当前橡胶工业快速发展,导致国内耗胶量不断上升,从1998年开始自给率不断降低,在2005年首次跌破安全线时的28%,直线下跌到2014年的19%[1]。而在天然橡胶产量方面,由于传统的巴西三叶橡胶树单株产量提升空间已经十分有限,加上投机炒作常常令天然橡胶价格上下波动;另外,合成橡胶价格随直接挂钩的国际油价不断变化;从控制资源角度及稳定价格角度来说,寻求其他资源替代天然橡胶,仍然是未来全球橡胶业可持续发展的一个重要课题。长期以来,为打破地域束缚桎梏,不少非植胶区国家及需求量大的地区很早就展开了天然橡胶替代资源的开发研究,从近2000多种含胶植物中挑选出较具代表性的银菊、杜仲及蒲公英橡胶草,在其种植抚管模式、胶乳提炼技术和综合开发应用等方面取得了一定研究进展,此举对开发生物基橡胶,实现天然橡胶多元化发展具有积极意义。
1 天然橡胶替代资源开发现状
1.1 银菊橡胶
1.1.1 基本概况
银菊橡胶存在于一种多年生灌木植物银菊,主产区位于前苏联、中美洲墨西哥等地,后经人工栽培种,2~4年后即可收其茎和根,经机械粉碎、化学溶剂抽提胶乳制得。
1.1.2 发展历程
墨西哥印第安人在1852年发现可从银胶菊中提取橡胶物质,并在1876年展出了样品,而1904年创立的国际橡胶公司是银菊胶最早的生产单位;二十世纪的二十年代,美国和苏联在其属地内推广种植,其中第二次世界大战期间美国制订了橡胶应急计划,银菊橡胶得到大力发展,但之后因为马来西亚地区三叶胶增产等原因,银菊胶的生产进入快速衰退期[2]。
1.1.3 开发现状
许多国家看好银菊橡胶是最好的替代资源。主要因为银菊橡胶成分里没有蛋白质,属于替代非致敏天然橡胶的最优选择 [3]。2000年开始,开发无过敏性反应的天然胶乳被列入美国农业研究机构项目发展计划[4]。日本普利司通公司为实现轮胎原料100%可持续化,对以银菊为代表的各种生物材料进行研发 [5]。2010年初,银菊胶和蒲公英替代三叶天然胶的研究被列入“欧盟第七框架计划”[6]。近年来,银胶菊综合开发也取得很大进展。银胶菊的树脂提取用于粘合剂和制造涂料后,用剩余不含树脂的部分提取橡胶,提胶后的余渣可用来生产建筑材料、复合板及用作肥料等[6];而树脂和胶乳分离后,可以从树脂中回收脂肪酸、萜类化合物等,胶渣可转化为生物能源,经发酵可转化为乙醇,经裂解可制成生物燃料,经汽化可生成合成气,燃烧用于发电,等等[7]。
1.2 杜仲橡胶
1.2.1 基本概况
杜仲是优质胶源树种,其橡胶存在于杜仲树的叶、皮、根中。中国拥有全球95%以上的杜仲资源,秦岭山中的略阳县是我国最大的杜仲基地,共有3.87万hm2,1.3亿株优质杜仲资源。杜仲胶和产于三叶橡胶树的天然橡胶,化学成份相同,但分子结构不同,杜仲胶为反式聚异戊二烯,天然橡胶为顺式聚异戊二烯[8]。
1.2.2 发展历程
上世纪五十年代初,我国组织专家在青岛二厂开展杜仲代替天然橡胶研究,直到1981年,中国科学院化学所首次将合成杜仲胶制成弹性体,随后制造出了以杜仲胶和顺丁胶混合的摩托车外胎;1996年,国家在北京顺义建设了一个精胶示范厂,在遵义、略阳等地建设了粗胶示范厂; 2010年年底,杜仲产业促进工作委员会在中国橡胶工业协会的支持下成立[9],;该促进会于2011年成立我国第一个杜仲产业战略联盟组织,推动我国杜仲橡胶产业化进程。同年4月,国家发改委将“杜仲种植生产”和“新型天然橡胶的开发和应用”列入产业结构调整目录(2011本)的鼓励类目录中。
1.2.3 开发现状
在资源培育方面,目前有6个高产胶杜仲良种被中国林业科学研究院牵头选育,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,产胶量达400kg/hm2[10];在加工应用方面,杜仲胶拥有优异的耐磨性以及耐疲劳性,是具备较大发展潜力的天然橡胶替代资源;在产业化研究方面,具有完整自主知识产权的杜仲材料科学产权体系已经形成,该体系在中国具备了产业化的基本条件并领先于全世界。
目前,热塑性杜仲胶应用已十分广泛,主要用于生产骨科外固定材料、假肢套以及运动护具、医疗保健品等,具有卫生、轻便、透X光,操作简便、物美价廉等优点,比进口的其他高分子代石膏材料更受欢迎。利用聚乙烯与杜仲胶有很好的共混相容性,加工成薄膜可与金属很好粘合,并且具有很好的透雷达波性能,进行合成孔隙雷达波导天线密封用的透雷达波材料研究,可促进军工的发展[11]。
1.3 蒲公英橡胶
1.3.1 基本概况
蒲公英橡胶由草本植物青胶蒲公英的胶乳制得,该橡胶草性耐寒,原产前苏联,生胶集中于根部皮中的乳汁内,约占8%~10%。工业用生胶,一般含橡胶烃80%~86%、树脂10%~11%,其硫化胶的物理化学性质近于烟片胶,但耐热性和定伸强度很低[12]。
1.3.2 发展历程
受地域限制,天然橡胶研究计划在很多非植胶区国家相继提出,比如美国“卓越计划”、欧盟“珍珠计划”等;2012年,日本通过自主研发提胶技术,成功地将哈萨克斯坦等地原产的蒲公英根部的天然橡胶提取出来用于制作轮胎 [13]。同年,中国开始进入蒲公英橡胶研究领域标志是北京化工大学与山东玲珑轮胎签署了开发蒲公英橡胶的合作协议[14],2015年,在双方主导下成立了“蒲公英橡胶产业技术创新戰略联盟”,我国进入蒲公英橡胶产业商业化快车道。 1.3.3 开发现状
哈萨克斯坦种植有大量的野生蒲公英,其人工种植技术成熟,为此欧盟向哈萨克斯坦提供了800万欧元的科技援助资金,用于支持科技工作者研究从蒲公英中提取天然橡胶。哈萨克斯坦的科学家希望将自己的国家建设成为蒲公英橡胶生产大国,不断向其他国家出口从蒲公英中提取出的天然橡胶和橡胶制品。
中国方面,超46000个基因的高质量的橡胶草基因组草图被中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋研究组完成;另外产胶植物与非产胶植物的基因组由中国科学家进行了比较,同时,橡胶草中橡胶合成途径和菊糖合成途径被鉴定出来,与自交衰退相关的可能候选区域在橡胶草基因组中被挖掘出来。这些研究加速了橡胶草从毫无价值的野生植物向具有较高经济价值的作物进化,天然橡胶合成被以橡胶草作为模式植物进行的研究推进了“后基因组时代”。
2 天然橡胶替代资源开发存在的困难
2.1 自身条件限制
2.1.1 橡胶提取难度大,工业开发成本高
三种天然橡胶替代植物都是要通过收集其根茎叶来提取橡胶,技术难度大。比如杜仲,本来皮和种子就很少,而实行禁伐林木政策后,杜仲皮已无法获取,剩下叶子是可多次采摘、获取的资源。只是叶子含胶量非常低,仅为2.5%,另外杜仲叶的采集、运输和储存成本高,让多数企业望而却步,产品不能形成有效的商品市场;蒲公英橡胶草提取的天然橡胶容易混入杂质,生产成本仍比巴西橡胶树要高。
2.1.2 加工应用处于试验阶段
替代资源与天然橡胶在理化性质上,还是存在着一定的差距。目前加工应用还只是处于试验阶段,对环境保护和满足市场需求的产能需要充分考虑,因此将其应用于我们的日常生活生产还需要一个过程。
2.2 外部环境制约
2.2.1 传统天然橡胶产业地位稳固
生产技术成熟,适宜大规模生产,产品易加工保存,市场规模大但也可以作为集约化经营,这是传统天然橡胶产业所具备的优势条件。经济效益虽受市场价格波动影响但一般不会颗粒无收,非常有利于偏僻地区人民发展商品化生产,是一条脱贫致富的好路子[15]。
2.2.2 当前全球天然橡胶供大于求
国际橡胶研究小组(IRSG)和天然橡胶生产国联合会(ANRPC)的统计数据表明,2002~2011年天然橡胶价格上涨过快,因此在2004~2013年,全球胶农植胶积极性空前高涨,每年新增胶园面积34万hm2,我国新增4.47万hm2。经过7~8年的非生产期管理,2004年以后新增的胶园现在陆续进入割胶稳产期,产量也不断增加,生产能力得到持续加强。
2.2.3 三叶橡胶提供天然橡胶的能力仍在加强
1930年以后,全世界90%以上的三叶橡胶树产量在亚洲。截止目前,东南亚还没有全面开发多个劳动力便宜国家的天然橡胶资源。而非洲拥有与亚洲相当的热带土地面积,但只有全世界5%的天然橡胶产量出产于此。这些年,国内外都有企业在非洲积极探索发展天然橡胶产业,在外来资金刺激作用下,快速发展非洲的天然橡胶产业成为可能。同时,抗南美叶疫病橡胶树品种如果在培育上取得突破,作为原产地,三叶橡胶种植面积和天然橡胶产量在美洲会得到增加。因此,全世界天然橡胶产业的生产能力仍在不断加强[16]。
3 天然橡胶替代资源开发前景及对策
3.1 前景
3.1.1 采收期短,种植范围广,优势明显
替代资源中的蒲公英橡胶不仅具有产品强韧、天然橡胶含量高、产量高、种植范围广、基因组相对简单、遗传转化与基因编辑较容易等特点,而且种植要求非常低,在采集周期上也具有一定的优势,有利于降低种植成本,因此是最具优势的替代生产天然橡胶的经济作物,前景看好。
3.1.2 特殊性能特别应用
以杜仲橡胶为例,其绝缘性能好,对酸碱腐蚀具有较强的耐性,同时还耐水。一直以来,水下电线或海底电缆和制造电工绝缘器材与耐酸或耐碱容器等就是利用其制造的,不仅如此,还可以利用其制造轮胎,应用于牙科等医学领域。
3.1.3 突破地域限制贡献大
三种植物作为可再生天然橡胶资源,其规模发展可以减少进口依赖度,有助于保障橡胶资源供给和橡胶工业可持续发展,解决天然橡胶主要依靠东南亚国家供给的这一全球性难题,确保天然橡胶的良性供应以及价格平稳,降低合成橡胶的使用量,从而减轻碳排放的压力,为发展长期健康的全球橡胶工业奠定坚实基础。
3.2 对策
3.2.1 以技术、资源贮备为主
替代橡胶研究要以相关高端技术及资源储备为主,不断进行种植工厂化、规模化的可行性研究,进一步将替代橡胶的提炼技术不断熟化,打好产业化生产的坚实基础。
3.2.2 发挥优势、实现综合开发利用
我国是杜仲橡胶的主产区,并拥有提炼杜仲胶技术专利权,属于具备强劲竞争力的民族产业。我们要尽早将这一优势利用好,使杜仲胶不仅具备中草药功能,还成为一种新型的工业资源。利用其制造轮胎,不仅为中国提供新的、来源稳定充足的后备胶种,还有望打破国际天然橡胶资源分布不均的格局,促进全球天然橡胶工业不断向前发展。
以杜仲胶为例,当前要从实际出发,朝综合开发利用方向前进,赢取最大经济效益。杜仲浑身是宝,杜仲产业在我国可以形成一个工农业复合型绿色产业链,发展潜力巨大。在这个过程中,要深入开展规模化种植特别是杜仲林下立体种植蒲公英橡胶草以提高土地利用率增加橡胶产量的可行性研究,不断熟化杜仲橡胶综合提取技术,降低生产成本;同时积极与市场对接,按照市场规则,通过各种办法将杜仲胶的价格降到等同或略高于天然橡胶的市场价格,让杜仲胶成为商品进入市场,才能使其独有的橡胶-塑料兩重性优势为市场青睐,赢取更大的经济效益。 参考文献
[1] 张立群.加速开发蒲公英橡胶战略材料[N].中国化工报,2015-06-15(002).
[2] 山崎升,马慎敏.“老”而“新”的天然胶—银菊胶[J].橡胶译丛,1980(3):10-13.
[3] 何飞,宋瑞英.银菊胶在汽车橡胶制品中的应用[J].世界橡膠工业,2017,44(9):5-11.
[4] 朱永康.银菊胶乳用作牙科材料[J].橡胶科技,2013,11(6):30.
[5] 朱永康.普利司通在美建银菊橡胶研究基地[J].橡胶科技市场,2012,10(9):58.
[6] 王凤菊.国外生物橡胶资源开发动态[J].中国橡胶,2012,28(13):4-7.
[7] 赵敏.固铂完成的研究证明银胶菊植物可以是轮胎橡胶的来源[J].轮胎工业,2017,37(10):638.
[8] 张伟,王睿,高爱林.杜仲胶、本体法TPI(反式-1,4-聚异戊二烯)、溶液法TPI共混改性天然橡胶的性能分析[J].青岛科技大学学报(自然科学版),2021,42(1):78-84.
[9] 王凤菊.我国杜仲胶发展概况[R].中国橡胶工业协会,2011.
[10] 林清波.杜仲良种介绍及发展前景分析[J].现代农村科技,2019(7):35,103.
[11] 冯志博,张继川,张天鑫.杜仲橡胶的研究现状与发展前景[J].橡胶工业.2017,64(10):630-635.
[12] 卓杨鹏,廖双泉,廖小雪.蒲公英橡胶草橡胶的提取及其性能研究进展[J].橡胶工业,2021,68(2):154-159.
[13] 崔树阳,张继川,张立群.蒲公英橡胶产业的研究现状与未来展望[J].中国农学通报,2020,36(10):33-38.
[14] 钱伯章.生物基橡胶和汽车轮胎及材料开发进展[J].生物产业技术,2013(6):31-41.
[15] 安峰,林位夫,王纪坤.我国巴西橡胶树种植业前景展望[J].中国热带农业,2017(6):6-9.
[16] 邓海燕,朱雅雄.天然橡胶资源新探索:开辟途径弥补不足[J].中国橡胶,2005(20):5-7.