杜仲橡胶及相关产业
杜仲叶、皮、果实和种子中富含一种白色丝状物，是一种具有工业应用价值的杜仲胶，其中落叶含胶2%～3%，树皮含胶10%～12%，果实含胶10%～18%，种子含胶12%～18%。杜仲是三叶橡胶树产天然橡胶的同分异构体，分子结构式为反式-1，4-聚异戊二烯，分子链具有双键、柔顺性和反式结构三大特征，当交联密度较低时为硬质塑料，当交联密度较高时为弹性体材料，具备“橡-塑二重性”，是其他任何一种高分子材料所不具备的，可开发出三大类型不同用途的材料：热塑性材料、热弹性材料和橡胶型材料。
用杜仲胶制成的热塑性材料，具有低温可塑、X射线透视性好、抗撕裂、耐磨等功能，已推广用于假肢套、护具及支具等，使杜仲胶成为新型医用功能材料。用杜仲胶制成的热弹性材料，具有形状记忆功能，可用于异径管连接、管道内外夹层覆盖、填缝、玩具制造等。用杜仲胶制成橡胶型材料，具有储能、减震等功能，主要用于高耐磨低阻力型轮胎的开发，用杜仲橡胶制造的汽车轮胎使用寿命可提高20%，汽车油耗降低2.5%，被国际社会誉为“绿色轮胎”。
杜仲胶是具有橡塑二重性的优异的高分子材料，广义上来讲，分为天然杜仲胶与合成杜仲胶两类。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，杜仲胶为反式聚异戌二烯，天然橡胶则为顺式聚异戌二烯。天然反式聚异戌二烯橡胶目前主要包括杜仲橡胶、古塔胶和巴拉塔胶。天然杜仲胶系由杜仲树的籽壳、叶、皮及枝皮中通过物理或化学提取法而制得。古塔胶主要由马来亚半岛、印度尼西亚等热带地区产的山榄科植物的树皮和树叶中的胶乳制得。巴拉塔胶主要由产于圭亚那和委内瑞拉等地的一种山榄科植物的胶乳制得。合成杜仲胶则由石油裂解后所得的C5馏分中的异戊二烯在特定的催化条件下聚合制得。
1982年，中国科学院化学所研究员严瑞芳在西德进修期间，在世界上首次用新的硫化办法将合成杜仲胶制成弹性体，并在德国申请了专利。严教授在后续的研究中从微观结构和宏观性能的关系上找到了杜仲胶获得高弹性的基本规律，为开发不同环境下使用的新型特种功能材料及以高性能绿色轮胎为代表的工程材料奠定了基础。并将杜仲胶加工成三大类用途不同的材料：热塑性功能塑料，热弹性形状记忆材料及橡胶材料，大大拓展了杜仲胶的用途，使杜仲胶的研究进入“杜仲材料工程学”新阶段。
杜仲胶的独特性能所赋予它的重要战略地位使其在杜仲综合利用产业链中处于核心地位，这将为我国杜仲大产业的可持续发展奠定坚实的市场基础。近年我国在杜仲胶应用开发方面的研究已经逐步活跃起来。国内外杜仲胶的产品应用已覆盖到多个领域。作为低温热可塑材料，应用范围包括高尔夫球、医用代石膏骨科外固定及矫形用杜仲胶夹板、运动员护支具、假肢支撑腔（假肢套）、牙齿填料、运动员护齿等。作为热弹性形状记忆材料，由于其独特的形状记忆功能，可用于实验室玻璃仪器接管、真空油泵、真空水泵密封接管等。由于其优异的耐磨性和抗撕裂强度，与聚丁二烯橡胶等合成橡胶共混制成综合性能优异的轮胎用集成材料用于制备高性能轮胎。其他应用包括海底电缆、飞机遥测遥感雷达天线透雷达波用密封薄膜、塑料改性、沥青改性、高拉伸疲劳帘子布胶改性、气密性橡胶组合物、减震降噪集成材料以及其他特殊环境下使用的新型功能材料等。
天然杜仲胶提胶工艺目前已由过去的污染严重且提胶效率较低的碱处理发酵工艺发展为发酵法和有机溶剂提取相结合的高效提胶方法。通过综合利用的提胶方法，可以大幅度降低杜仲胶生产成本，并产生较高的综合利用效益。
目前我国已有三家天然杜仲胶生产企业，分别是灵宝市天地科技生态有限责任公司、略阳嘉木杜仲产业有限公司和陕西安康禾烨公司。灵宝市天地科技生态有限责任公司自1993年以来利用荒山、荒坡陆续开发种植了约3万亩杜仲林，并在中国林科院的指导下逐步改造为优质果园式杜仲种植基地。该公司2007年与西北农林科技大学、日本大阪大学、日本日立造船公司合作，建立了杜仲胶试验装置，年产杜仲胶5吨左右。略阳嘉木杜仲产业有限公司和安康市禾烨生物工程有限公司也在21世纪初建成了杜仲胶提取装置，由于目前杜仲胶市场开发还处于待开发阶段，后两家企业杜仲胶仅偶有间断性少量生产。(https://www.daowen.com)
近几年，几家企业的杜仲胶装置又相继建成，如湘西老爹生物有限公司、湖北老龙洞杜仲开发公司、河南恒瑞源实业有限公司、甘肃润霖杜仲开发公司等，这些企业的投产使得我国又有三套百吨级杜仲胶生产装置投产，全年杜仲胶产量将达100吨左右。合成杜仲胶500吨/年合成杜仲胶工业试验装置2006年在青岛建成。从2011年开始，青岛第派新材有限公司开始建设15 000吨合成杜仲胶工业化装置。
杜仲胶资源的战略价值，已引起国际社会的高度关注。世界最大的轮胎企业美国固特异轮胎橡胶公司准备从我国大量进口杜仲橡胶用于改善产品性能，提高市场份额和竞争力；日本经济产业省新能源产业部已瞄准我国杜仲橡胶资源，已经在杜仲胶提取及应用等方面进行了研究，并在河南灵宝和陕西杨凌等地建立了杜仲实验基地和杜仲橡胶生产基地。
我国是天然橡胶消耗大国，2010年表观消耗量为336万吨，占全球天然橡胶消耗量的三分之一以上。但由于受地理环境限制，国内产量受限，进口依存度高达80%以上，已经严重影响和制约我国橡胶工业的平稳、安全发展。各种自然灾害及病虫害的发生随时会给全球天然橡胶的产量产生重大影响。尽快寻求天然橡胶的替代产品已成为橡胶界的当务之急。天然橡胶产业关联度大，我国如不及早采取强有力措施挖掘替代资源，将使我国的汽车业（轮胎、汽车部件等）、相关工业（力车胎、黏合剂、输送带、胶管等）、消费类产业（胶鞋、玩具、坐垫等）、建筑业（电线、电缆、减振材料、装饰材料、密封剂等）和医疗业等受到极大冲击，在经济建设和社会发展中处于受制于人的被动局面。
杜仲胶用于高耐磨性轮胎胶料可以改善轮胎的滚动阻力和耐磨耗性能、延长使用寿命，并实现节油2.5%左右。试验表明，每吨杜仲胶用于轮胎可节油70吨，减少二氧化碳排放200吨。通过配方和工艺的优化可以进一步使轮胎节油3%。杜仲胶在轮胎中的普遍应用，将为中国轮胎从低端产品走向高档产品，由轮胎大国走向轮胎强国带来一场绿色革命。
杜仲胶同时又是合成橡胶和塑料的优良改性材料，在我国蕴藏着巨大的潜在市场。杜仲胶与塑料共混改性可以制造高性能塑料合金，广泛用于汽车部件、体育运动器材等。我国目前汽车部件用改性塑料耗量接近150万吨，大部分依赖进口。高档车用改性塑料合金几乎全部进口。预计2015年我国汽车部件用改性塑料将超过200万吨。国内采用合成杜仲胶改性聚丙烯制造汽车部件方面已经取得可喜的实验结果。
鉴于石油资源有限，世界各国都在加大对生物橡胶的开发和应用的研究工作，轮胎巨头普利司通、库珀轮胎等轮胎企业都已宣布开展轮胎用银菊胶的研发工作。杜仲作为我国独有的生物橡胶资源，尽快组织实施对杜仲胶的开发和应用对于保障我国橡胶工业及相关工业的可持续发展具有重要的战略意义。
