杜仲胶的应用与发展
_后危机时代轮胎产业的发展_系列专题之五_新兴天然橡胶我国杜仲橡胶产业的现状和发
宋志凌朱雅雄我国杜仲橡胶产业的现状和发展“后危机时代轮胎产业的发展”国民经济的快速发展带动了我国橡胶工业的迅猛发展。
从2002年起，我国耗胶量已连续8年居全球第一，每年以约10%的速度增长，并已成为世界橡胶工业第一制造大国。
而与此相对，我国同时又是橡胶资源极度匮乏的国家。
近几年，我国天然胶进口量占其总消费量的70%以上，进口合成胶也占其总消费量的45%左右。
橡胶资源短缺已成为我国橡胶行业可持续发展的瓶颈。
为此，开发新的胶源，搞好废橡胶、废轮胎的回收利用是推动我国橡胶工业循环经济的必由之路。
一、杜仲胶的发展历史杜仲胶是产自杜仲树的天然高分子材料，与三叶橡胶的化学成分完全相同，只是微观结构不同，两者是同分异构体。
杜仲胶为反式聚异戊二烯，三叶橡胶为顺式聚异戊二烯，杜仲胶国际上又称古塔波胶（gutta-percha ）。
世界橡胶工业诞生一百多年来，三叶橡胶因具有弹性，在橡胶界已被习惯称为天然橡胶，并得到广泛应用。
而杜仲胶是天然胶的潜在替代品，但由于其在自然条件下只能以固体形式存在，长期以来在化工领域中仅作为塑料代用品。
为开发第二橡胶资源，早在19世纪30年代，世界各国科学家就在研究把杜仲胶制成弹性体。
苏联也早在1931年，就在黑海附近和北高加索大面积种植杜仲树，研究开发杜仲胶，试图解决本国硬质橡胶缺乏的问题。
新中国成立后，我国于1952年接受苏联专家的建议，开始在青岛橡胶二厂生产杜仲胶。
那时，我国有四个万亩杜仲林场，资源丰富，采用的生产工艺是用高浓度氢氧化钠法提胶，只能提出硬质胶。
林业、化工橡胶等好几个部门也同时抓提胶，橡胶部门还就“把杜仲胶改性成弹性体”进行了重点攻关。
但由于提胶成本太高，特别是提胶方法会造成严重的环境污染，将杜仲胶改性成弹性体的工作一直未能完成。
1982年，中科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，解决了科技界近百年来一直梦想解决而没能解决的难题。
杜仲橡胶在卡车轮胎产业化应用实现新突破
39创新技术NEW TECHNOLOGY 作为具有前沿性、战略性的新材料，杜仲橡胶在轮胎行业的产业化应用一直为行业企业所关注。
近期，江苏通用科技股份有限公司正式发布高耐磨新品杜仲轮胎千里马5X XR290，实现了杜仲橡胶在全钢子午胎产业化应用方面的新突破。
这也是轮胎行业自主创新的重要突破，将为杜仲橡胶在轮胎领域的大量应用奠定重要基础。
众所周知，传统轮胎制造的主要材料是天然橡胶，然而随着轮胎行业的技术进步和交通物流运输业的高速发展，消费者需求也更加多元化。
通过加大研发投入、创新应用新材料、优化升级结构设计等方式提升轮胎综合性能，增强市场核心竞争力，成为中外轮胎企业的重点课题。
杜仲树是我国的独有资源，目前中国拥有全球95%以上的杜仲胶资源，研究其应用价值具有重要战略意义。
杜仲胶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。
相对天然橡胶，杜仲胶最显著的特点是抗疲劳、高弹性，特别是耐磨性能更加优异，被认为是轮胎领域五大新材料之一。
杜仲胶具有显著的橡塑二重特性，常温下表现出结晶性，加工困难，限制了其在橡胶领域的应用。
千里马5X XR290采用杜仲胶胎面配方技术，有效改善了纯天然胶轮胎的综合性能，解决了普通卡客车轮胎在使用过程中消耗快、油耗高、驱动性能差等问题，不仅提高了轮胎的耐磨性和抗屈挠疲劳性能，也让产品高速耐久性能更出色，行驶里程提升30%以上；有效降低轮胎中后期杜仲橡胶在卡车轮胎产业化应用实现新突破作者 杨宏辉的生热，使得高里程、高耐用性成为稳定保障，成为杜仲橡胶产业化应用新的里程碑。
同时，作为千里马5X 系列的佼佼者，XR290在胎体、胎圈、胎面等部位也进行了升级改造。
采用超高饱和度的四线花纹，增加了轮胎与地面的覆盖面；胎体采用GS-AUT 轮廓设计技术，提升轮胎胎圈刚性，保持轮胎直立效果，使得胎体更加坚韧耐用；胎面的S 型半圆柱防刺扎沟槽设计，可以有效防止花纹沟的损伤；优化了接地设计，胎面接地面积更充分，受力更加均匀，减少了不规则磨损，安全性能得到了进一步提升。
我国杜仲橡胶产业发展及其在轮胎中的应用展望
我国杜仲橡胶产业发展及其在轮胎中的应用展望方庆红1，2（1．沈阳化工大学 材料科学与工程学院，辽宁 沈阳 110142；2.辽宁省橡胶弹性体重点实验室，辽宁 沈阳 110142）摘要：介绍我国杜仲橡胶的发展概况、基本特性、加工工艺及其在轮胎中的应用。
杜仲橡胶的主要成分为反式-聚异戊二烯，具有橡塑二重性和结晶特性，可有效降低轮胎的生热和滚动阻力，提高轮胎的耐磨、耐疲劳和抗湿滑性能。
杜仲橡胶与天然橡胶并用可以制备轮胎胎面胶，与顺丁橡胶和丁苯橡胶并用可以制备轮胎的胎侧胶、三角胶、胎肩垫胶和胎体帘布胶等。
随着轮胎生产和杜仲橡胶加工技术的不断提高，杜仲橡胶将得到广泛的应用。
关键词：杜仲橡胶；轮胎；滚动阻力；耐磨性能；抗湿滑性能；生热中图分类号：TQ332.2；TQ336.1 文章编号：1006-8171（2020）07-0387-07文献标志码：A DOI ：10.12135/j.issn.1006-8171.2020.07.03871 我国杜仲橡胶发展概况杜仲橡胶是产自杜仲树的天然高分子材料，与三叶橡胶[天然橡胶（NR ）]是同分异构体，也是目前除三叶橡胶之外具有巨大开发前景的优质天然橡胶资源。
杜仲橡胶具有反式-聚异戊二烯链结构，其胶料具有高耐磨、优异的耐疲劳和抗湿滑性能以及低动态滞后与动态生热等优点，是未来替代NR 和石油质合成橡胶，制造高性能绿色轮胎的理想橡胶材料。
杜仲是我国特有树种，被列为国家二级保护植物。
在植物分类学上属于杜仲科杜仲属。
杜仲的叶、皮、根皮和果皮中均大量隐藏着一种白色丝状杜仲橡胶或黄色颗粒状杜仲树脂[1-2]。
杜仲树在我国分布较广，目前拥有3万km 2的种植与生长面积，是重要的经济林之一。
杜仲树基本不受地域的影响，是我国潜在的第2个天然橡胶来源。
近年来，在各级政府的主导和引领下，贵州、河南、山东、湖南、湖北、陕西和新疆等地都开展了大面积的杜仲树种植。
国家发展和改革委员会（简称发改委）2011年《产业结构调整指导目录》中将杜仲橡胶的开发与应用列为鼓励条目；发改委、科学技术部、工业和信息化部（简称工信部）2011年《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》中也将杜仲橡胶的生产技术及装备作为鼓励条目。
杜仲及杜仲胶的发展前景、
杜仲及杜仲胶摘要：杜仲是我国珍贵的植物资源，自古就有“植物黄金”之称，它的药用价值和经济价值较高，近几年来杜仲胶也随之被广泛研究应用。
本文主要针对杜仲和杜仲胶的应用及其应用价值来探索它们的发展前景。
关键词：杜仲；杜仲胶；功能；应用；价值；发展。
一、杜仲杜仲特产于我国，是一种非常古老的植物，是2 0 0多万年以前第四纪冰川侵袭后残留下来的古老珍稀树种，那时候欧亚及北美大陆的众多杜仲植物相继灭绝，只有我国中部的山区，凭借着复杂地形对冰川的阻挡，使少量杜仲得以保存下来，故有“活化石”的美称，是属于国家二级保护性植物。
杜仲也是中药发展史上备受关注的药物之一，其药用功效与药用价值极为丰富，吸引着研究人员不断加深对杜仲的研究，也正是由于杜仲经济价值得以实现的关键所在。
杜仲还是一种非常珍稀的植物，这不仅仅是因为它的“全球唯一性”，还因为它是一种生性奇特的雌雄异株植物。
在武陵山脉的天子山一带，当地的土家族山民门口院前都种有杜仲树。
有趣的是，有的家门口，杜仲茂密成林；有的家门口，却只有孤零零的两三株杜仲。
究其原因，正是由于杜仲的雌雄异株特性造成的。
据说，最初各家各户都只在自家门前栽下两三棵杜仲，如果这两三棵杜仲中既有雌株，又有雄株的话，不出几年，就会越长越多；而最初栽下的几棵杜仲，若全是雌株或全是雄株的话，那么，就是等上十年八年，也无济于事。
天然的野生杜仲资源本来就极少，再加上这雌雄异株的特性，使得杜仲变得愈发珍稀。
因此，在武陵山一带，杜仲被当地山民奉为“土家神树”。
正因为杜仲既古老又珍稀，已被国家列为二级重点保护植物，并被收入《中国植物红皮书——稀有濒危植物( 第一卷)》。
接着，我们再来看看杜仲在历史上有什么样的作用与地位。
杜仲自古以来就是备受医家推崇的名贵中药材。
我国现存最早的药物学经典专著《神农本草经》就将杜仲列为上品，明确指出其主要功效有“补肾、强腰脊、壮筋骨，久服可以轻身延年”。
魏晋时代陶弘景所著《名医别录》亦称，杜仲“味甘，温，无毒，主治脚中酸疼痛，不欲践地，一名木绵，生上虞及上党汉中”。
新型高分子材料杜仲胶的应用研究
现 代 商 贸 工 业 Ｍｏ ｅｎＢ ｓ ｅ ｒｄ ｄ ｓ ｙ ｄ ｒ ｕｉ ｓ Ｔ ａｅＩ ｕｔ ｎｓ ｎ ｒ
子材料杜仲 胶 的应 用研究
刘 继 潭
（ 江大学化 学与环境工程 学院 ， 北 荆 州 ４ ４２） 长 湖 ３ ０ ５
中图分类 号 ： Ｂ ‘ Ｔ
文献标识 码 ： Ａ
文章 编号 ：６ ２３ ９ （ ０ ２ ０—２ １０ １ ７— １８ ２ １ ）４０ ９ —１
料， 首先 杜仲胶 大分 子链 柔 顺 ， 弹性较 好 ； 次 杜 仲胶 大分 其 内摩 擦 比 较 小 ， 热 低 ； 后 杜 仲 胶 大 分 子 易 结 生 最 （ ） 仲 生 物 制 品 。 杜 仲 生 物 制 品 主 要 是 利 用 杜 仲 浸 子 链 规 整 ， １杜 在硫 化共混 橡胶 中以微 晶相存 在 ， 在遇 到裂 纹时 会使撕 膏 粉 中 富含 的 绿 原 酸 、 叶 珊 瑚 甙 、 尼 平 甙 和 京 尼 平 甙 酸 晶 ， 桃 京
料 。 由 于 杜 仲 胶 具 有 优 异 的 抗 水 解 、 霉 烂 变 质 、 酸 碱 盐 抗 抗
腐蚀性 ， 因此对 于在 海底 ， 湖底 ， 河底 以 及深 埋 于地 下 的输 气、 输水 、 输油 管线铺 设 中存 在异 型管 件 接头 衔 接 ， 渗漏 管
２ 杜仲 胶 的产 业化 发展
在 冷淡 、 肩周 炎 、 晕 目眩 、 头 记忆力 衰 退 、 腿 无力 、 腰 牙周 炎 等 扎 刺 等 特 点 。 可 以 预 见 ， 不 久 的 将 来 杜 仲 胶 在 我 国 绿 色 疾病 有疗效 的天然药 物 和保健 食 品 。杜 仲除 了传 统 药用 外 轮 胎 的 发 展 进 程 中必 将 占据 一 席 之 地 。 （） ２ 医疗器械 。杜仲胶属 于天 然高分 子材 料 ， 任何毒 无 还 是 开 发 多 种 功 能 食 品 的 优 质 原 料 。 目前 已 开 发 的 主 要 品
三大要素支撑，杜仲胶被称为“战略性新材料”
三大要素支撑，杜仲胶被称为“战略性新材料”近些年来，随着科学家对杜仲胶的深入研究，我们发现杜仲自始生长于东亚地区，渐新世时由东亚经西伯利亚和中亚扩散至欧洲、北美，等地区。
第四纪冰期来临时，孑遗于中国。
随着科学技术的发展其价值和作用逐渐被人们认识和着手挖掘利用。
经过不同时期科学家们的不懈探索和研究，杜仲胶的地位也在不断上升。
被称为“战略性新材料”得到三大要素的支撑：一、杜仲胶的独特性能适应社会发展和人类对新材料的需求众所周知，世界上绝大多数橡胶植物仅含顺式异戊橡胶，而天然杜仲胶却是典型的反式异戊橡胶。
正因为它独特的反分子结构-聚异戊二烯，其含有其它材料不可比拟的特性，诸如，硫化过程三阶段特性、优良的共混性、优良的集成特性、优异的加工性及其他特性。
同时杜仲胶也表现出了极端优异的抗冲击性能、抗疲劳性能、耐磨性能、形状记忆功能、密封及防腐蚀性能、减震降噪性能、无细胞毒性等特征，使其可以广泛应用于轮胎制造、汽车部件制造、航空航天、国防、船舶等领域。
以轮胎应用为例：轮胎的制造消耗了全球70%的橡胶资源，随着消费者对安全、节能和长寿命轮胎的需求日益增加。
鉴于杜仲胶具有优异的耐磨性能、抗疲劳、低生热性能，在轮胎胎面胶中仅添加少量杜仲胶，则可以满足高性能耐磨、长寿命轮胎的需求。
2018年，通用股份在业内率先实现了合成型杜仲橡胶(TPI)在全钢子午胎中连续化生产，大幅提升产品性能，通过科技成果鉴定，达到国际先进水平。
近期在市场推出的千里马XR290正是运用了杜仲胶材料，是一款名副其实的杜仲胎。
杜仲胶轮胎不仅能提高轮胎的抗掉块性、超强耐磨，同时耐曲挠龟裂性和高速耐久性能，行驶里程也可提升30%以上。
二、杜仲胶即将开发出若干崭新的橡胶新材料杜仲胶分子量高且分布窄，通过添加其它高分子，能呈现出各种高分子无法单独呈现的物性，创造出崭新的高分子混合物，具有重大战略价值和广泛的潜在需求。
杜仲胶与其他高分子材料共混或改性，可以开发阻尼减震材料、消声降噪、屏蔽材料、记忆功能材料以及塑料合金、TPV和基于杜仲胶的形状记忆材料。
2024年生物基杜仲胶市场策略
2024年生物基杜仲胶市场策略一、市场背景生物基杜仲胶是一种新兴材料，具有很高的商业潜力。
它是由天然植物杜仲提取的胶体，具有优异的粘合性能和可塑性。
近年来，人们对可持续发展和环境友好型产品的需求不断增加，生物基杜仲胶正好符合这一趋势。
目前市场上尚未有太多竞争对手，所以我们有机会占领这个新兴市场。
二、市场定位生物基杜仲胶的主要应用领域包括建筑、汽车、纺织等领域。
我们主要定位在建筑领域，主要目标客户为建筑材料生产商和建筑工程公司。
建筑领域对杜仲胶的要求主要包括粘接强度、耐候性和环保性。
我们的产品具备这些优势，并且在生产成本上也具备一定竞争优势，能够满足客户的需求。
三、竞争分析目前市场上还没有太多生物基杜仲胶的竞争对手。
但是传统的合成胶水以及其他生物基胶水仍然存在竞争威胁。
我们需要研究竞争产品的优势和劣势，寻找我们的差异化竞争点，并且通过技术创新和市场营销手段来提升我们的市场份额。
四、市场推广策略1.建立合作关系：与建筑材料生产商和建筑工程公司建立长期合作关系，提供优质的产品和服务。
通过建立良好的信任和口碑来扩大市场份额。
2.宣传推广：通过建立网站、展会、专业论坛等方式进行宣传推广。
同时，通过与行业内权威媒体进行合作，提升品牌知名度和形象。
3.技术创新：加大研发投入，不断改进产品性能，提高粘接强度和耐候性，满足客户的需求。
与客户合作，共同开发适用于不同材料的胶水。
4.价格策略：根据市场反馈和成本情况，制定合理的价格策略。
在产品质量保证的前提下，争取具备一定的价格优势，吸引更多的客户。
5.售后服务：建立完善的售后服务体系，提供产品的技术指导和问题解答，增强客户的满意度和忠诚度。
五、市场发展计划1.短期目标（一年内）：与两家建筑材料生产商和五家建筑工程公司建立合作关系，实现年销售额500万元。
2.中期目标（三年内）：与十家建筑材料生产商和二十家建筑工程公司建立合作关系，实现年销售额2000万元，并持续增长。
天然杜仲胶的提取技术和应用研究现状
天然杜仲胶的提取技术和应用研究现状
天然杜仲胶的提取技术主要包括碱煮法、溶剂提取法、微生物发酵法、生物酶解法及综合法等。
其中，碱煮法是传统提取杜仲胶的方法，但该方法存在一些缺点，如高温时间长、能量消耗大、产率低等。
溶剂提取法虽然产率较高，但需要使用有毒的有机溶剂，可能会对环境和人体造成危害。
微生物发酵法和生物酶解法可以避免使用化学试剂，但提取时间较长，且需要专业的生产设备。
综合法是一种较为先进的提取技术，可以将杜仲胶的产率提高到90%以上，但该方法需要严格控制温度和pH值等条件，工艺复杂。
天然杜仲胶的应用研究现状包括以下几个方面：一是作为橡胶的替代品，天然杜仲胶的提取和应用可以减少对传统橡胶的依赖;二是作为医用材料，杜仲胶在医药领域的应用越来越广泛，如用于制作人工血管、心脏起搏器等;三是作为食品添加剂，杜仲胶可以用于增加食品的弹性和嚼劲，同时还可以提高食品的营养价值。
目前，杜仲胶的产业化发展还存在一些问题，如生产技术不完善、资金投入不足、产品标准缺失等。
为了促进杜仲胶产业的可持续发展，需要加大研发投入，提高生产工艺水平，制定相关产品标准，同时探索新的应用领域，扩大杜仲胶的市场应用范围。
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杜仲胶的开发应用专业及班级：高材091班姓名：秦时乾坤学号：***********目录杜仲胶的应用与发展 (1)摘要： (1)关键词： (1)1. 杜仲胶形态学的研究 (1)1. 1 含胶细胞形态学的研究 (1)1. 1. 1 含胶细胞的外部形态 (2)1. 1. 2 含胶细胞的内部构造 (2)1. 2 含胶细胞的分布研究 (2)1. 3 含胶细胞发生发育的研究 (2)2. 杜仲胶化学组成、改性及应用的研究 (3)3. 杜仲胶的含量及提高含量技术的研究 (3)3. 1 通过提高叶中含胶量来增加胶产量 (3)3. 1. 1 应用化学试剂和植物生长调节剂进行 (3)3. 1. 2 通过合理施肥增加叶片内的含胶量。
(4)3. 1. 3 利用有效的栽培措施增加含胶量。
采 (4)3. 2 通过增加产果量而提高胶产量 (4)3. 3 通过组培技术来增加胶产量 (4)4. 杜仲胶提取方法的研究 (5)5. 杜仲胶的产业化及发展方向 (5)5.1杜仲胶／顺丁胶共混(1：1)胎面3．25-16型摩托车轮胎 (5)5.2形状记忆接管 (5)5.3天线密封材料 (5)5.4医用材料 (5)5.4.1骨科外固定夹板。
(5)5.4.3假肢套。
(6)参考文献： (6)杜仲胶的应用与发展摘要：杜仲胶由于易结晶，长期以来仅能做塑料用，但是杜仲胶硫化胶高弹性胶的研制成功，标志着杜仲胶已经走上了一个新的台阶。
杜仲胶在杜仲中含量较高，广泛存在于杜仲皮、叶、果皮内，为天然高分子化合物，它与天然橡胶的化学组成完全一样，即（C5H8）n，只是两者分子链的构型不同，天然橡胶是顺式-聚异戊二烯，杜仲胶为反式-聚异戊二烯，两者互为异构体，是易结晶的硬质塑料。
此外，杜仲胶具有绝缘性强、耐水湿、抗酸碱、热塑性好和形状记忆等特征，是一种重要的化工原料，可用作新型的医用功能材料。
近年来，我国对杜仲胶进行了深入研究，开拓了杜仲胶的新用途。
关键词：杜仲胶橡胶制品热塑性弹性体杜仲胶是产自杜仲树的天然高分子材料。
与三叶橡胶的化学成分完全相同，只是微观结构不同．两者是同分异构体。
杜仲胶为反式聚异戊二烯，三叶橡胶为顺式聚异戊二烯，杜仲胶国际上又称古塔波胶(gutta-pereha)。
世界橡胶工业诞生一百多年来．三叶橡胶因具有弹性，在橡胶界已被习惯称为天然橡胶，并得到广泛应用。
而杜仲胶是天然胶的潜在替代品，但由于其在自然条件下只能以固体形式存在，长期以来在化工领域中仅作为塑料代用品。
胎开发，选择翻胎切入，从各方面考虑都是合适的。
杜仲树是我国的特有资源，自然分布在长江、黄河的中下游丘陵地区，现在国内26个省市均有种植，全国种植面积已达三、四百万亩。
占全球杜仲资源的95％以上，其中集中连片种植的约100万亩，可以直接开发利用，因此我国在杜仲资源上具有绝对优势。
杜仲胶作为非石油橡胶资源，在很多领域能起到特种橡胶的作用，是可持续发展的绿色产业。
作为天然胶潜在替代品，将杜仲胶用作稳定充足的后备橡胶，是很有希望的。
1. 杜仲胶形态学的研究1. 1 含胶细胞形态学的研究1. 1. 1 含胶细胞的外部形态杜仲胶是杜仲植株体内的次生代谢产物之一,合成和储藏此种代谢产物的细胞为含胶细胞。
关于含胶细胞的外部形态,国内外进行了许多研究,结果基本相同,认为杜仲含胶细胞是一种十分细长、不具分支或具有分支的、端部膨大的、细胞腔内充满橡胶颗粒的丝状的分泌单细胞[2 ] 。
1. 1. 2 含胶细胞的内部构造杜仲含胶细胞的横断面多呈圆形,直径为韧皮薄壁细胞的1/ 3～1/ 4 。
由于含胶细胞为一种分泌细胞,因而当这种细胞成熟时,其腔内将充满分泌物- 橡胶颗粒,而细胞内的其它构成除了一些简单质体和线粒体及少数膨大的内质网片段外,其余的细胞器均退化。
且含胶细胞内橡胶物质的合成和积累是相对独立的,不会通过胞间连丝在细胞间转移与运输[5 ] 。
1. 2 含胶细胞的分布研究杜仲含胶细胞在杜仲的根、茎、叶、花、果实和种子中均有分布,且主要分布于韧皮部、薄壁组织和维管束之中。
其中在幼根和老根中均存在于韧皮部之中,在幼茎中存在于皮层薄壁组织和初生韧皮部之中,在老茎存在于次生韧皮部中,在叶片内存在于各级叶脉韧皮部及主脉上下薄壁组织中,在叶柄内存在于维管束韧皮部及薄壁组织中,在花中存在于维管组织的韧皮部内,在果实中存在于果皮维管束中,在种子中主要存在于种皮薄壁组织中。
在杜仲的各种器官中所有含胶细胞均沿器官的纵轴排列,长度与所在器官的长度相关,也就是说,所在器官长, 其所含含胶细胞也就长, 反之则反[4 ] 。
1. 3 含胶细胞发生发育的研究杜仲含胶细胞的发生和发育与初生结构的分化是同时进行的,其原始细胞出现在原形成层分化形成原生韧皮部中最早的筛管时。
含胶细胞的原始细胞是由皮层基本分生组织中某些细胞通过纵向均等或不均等分裂或横向多次分裂后的末端细胞构成的,而且含胶细胞的原始细胞在皮层基本分生组织停止分裂后仍可继续产生,且其位置无明显规律。
含胶细胞的原始细胞具有长宽比大、细胞核呈椭圆形和细胞质浓厚等特征。
含胶细胞形成后,其两端以插入式生长方式迅速伸长,最终形成十分细长、具分支或不具分支、两端膨大的丝状的含胶细胞。
在含胶细胞的整个生长发育过程中,细胞内一直在合成和积累彼此不合并的橡胶颗粒,且随着橡胶颗粒的增加,其内部的一些组成部分也逐渐退化、消失,最终仅剩下内质网、质体、线粒体及纤维素的细胞壁[4] 。
2. 杜仲胶化学组成、改性及应用的研究杜仲胶是一种天然高分子,国际上习称古塔波胶( Gutta - percha) 或巴拉塔胶(Balata) 。
它与天然橡胶的化学组成完全一样,即(C5H8 ) n ,只是两者分子链的构型不同,其中天然橡胶是顺式- 聚异戊二烯,杜仲为反式- 聚异戊二烯,两者互为同分异构体[4 ] 。
天然杜仲胶是硬性橡胶,属于非弹性体,室温下质硬、耐磨擦、熔点低、易于加工,并具有高度的绝缘性、耐水性和耐酸碱性,早期主要用作海底电缆、高尔夫球的原料[2 ] 。
随着将天然杜仲胶转化成反式- 聚异戊二烯硫化橡胶的成功,杜仲胶/ 顺丁胶共混汽车外胎的制成及正常运行两年的成功,标志着杜仲胶的研究及开发进入系统的材料工程的新阶段。
由于杜仲胶链具有双键、柔性、反式结构三大特征[1 ] ,因而经改性的杜仲胶身兼三职,具多重性,处于从塑料到橡胶的过渡区内。
它具有热塑性、绝缘性、耐水性、耐酸耐碱性,既可作为塑料,又可作为热弹性材料, 还可作橡胶弹性材料[1 ] ,将广泛地应用于医用(骨折夹板) 材料、新型形状记忆材料、防腐材料、橡胶材料、化工材料、日用功能材料、宇航用特种材料及高冲击性材料等[10 、13 14 ] 。
3. 杜仲胶的含量及提高含量技术的研究在杜仲植株的六大器官中均含有杜仲胶,但各部分的含量各不相同,其中叶片中为3～5 % ,成熟的果实中为10～18 % ,茎干皮中为6～12 % ,根皮中为10～12 % ,而种壳中为12～18 %[2 ] 。
为增加杜仲含胶量,国内外进行了多方面的研究,归纳起来主要有以下几个方面:3. 1 通过提高叶中含胶量来增加胶产量所有的研究表明叶片的含胶量在杜仲各部分中为最低,但在不影响植株生长的情况下,与其他各部分相比,它的优点为年产量大,可年年更新、永续利用,因而目前提取杜仲胶多以叶片为原材料,加之叶片内含有与杜仲皮相似的化学成分,所以增加叶片中含胶量对杜仲胶含量的提高有着极大意义。
国内外研究表明提高叶片中含胶量有以下几种方法:3. 1. 1 应用化学试剂和植物生长调节剂进行调节其含量。
Hayman 利用2000ppm 的DCPTA(2- diethylaminoethly - 3 ,4 - dichlor phnylether) 处理温室杜仲可使含胶量增加18 % ,利用100ppm Fvcl2 (专用橡胶促生剂) 进行田间试验,杜仲胶含量可增加20 %[16 ] 。
崔玲华等采用碘苯氯化酸、ABT 生根粉2 号、萘乙酸、2 ,4 - D、赤霉素、乙烯利等植物生长调节剂喷施叶片,结果表明除乙烯利外,其它的几种生长调节剂对叶片含胶量均有不同程度的提高,其中以ABT 生根粉2 号20ppm 和赤霉素300ppm 的效果最好,可使叶片的含胶量提高到6～7 %[3] 。
白克智的试验也证明利用适宜的生长调节剂可使叶片的含胶量提高到4～5 %以上[4 ] 。
3. 1. 2 通过合理施肥增加叶片内的含胶量。
陕西省林科院研究认为施加氮、磷肥可提高叶片含胶量及叶产量,进而提高单位面积产胶量[4 ] 。
杜红岩等也研究认为,采用不同配方进行施肥,可提高杜仲叶中杜仲胶的含量[5 ] 。
3. 1. 3 利用有效的栽培措施增加含胶量。
采用平茬的田间管理措施提高叶中含胶细胞的密度进而提高含胶量[5 ] 。
另外采用集约化的经营管理可显著提高产叶量从而也就提高了单位面积的产胶量[5 ] 。
3. 2 通过增加产果量而提高胶产量除了增加叶中含胶量外,还可以通过增加产果量而提高胶产量。
杜仲果皮含胶量为12～18 % ,利用果皮提胶是降低原料成本的主要途径之一。
杜红岩等[5 ]研究的高接换雌、良种雌株选择、丰产树形调控、促花促果、高产稳产等技术可使产果量比原来提高20 倍,使杜仲胶的原料成本降低为原来的1/ 3～1/ 4 ,在通过产业化的综合开发利用最终使杜仲胶的成体降低为原来的1/ 5～1/ 6 ,为杜仲胶高性能“绿色轮胎”的工业化开发提供资源和技术保证。
3. 3 通过组培技术来增加胶产量由于杜仲树生长缓慢,培育提取杜仲胶的成龄树,通常需要几年甚至十几年时间。
采用组织培养与细胞培养技术,在组织水平上促进杜仲胶的生物合成, 不仅可以在短期内得到大量的提胶物质,而且一年四季都可进行,且不受室外田间条件的限制,从而缩短了杜仲胶的生产周期,降低了投资成本。
杨振堂等[6 ]以杜仲幼苗的茎叶为外植体,在附加植物激素的MS、B5 和H 培养基上,诱导出的愈伤组织系的平均含胶量为5. 62 % ,为对照含胶量的59. 4 % ,而且在愈伤组织的继代培养过程中,随着继代次数的增多,含胶量逐渐增加,在4～7 代达到一个比较稳定的高峰区。
4. 杜仲胶提取方法的研究杜仲胶是一种天然高分子多功能材料。
由于广泛应用于各方面,越来越受到人们的重视。
自二十世纪前苏联开始规模化人工提取开始,不少国家进行了这方面的研究工作。
目前,对杜仲胶的提取分离分为工业上大规模提取和实验室小规模的提取两种途径。
工业上对杜仲胶的提取方法有:离心分离法、溶剂法、碱液浸洗法和综合法四种[7 ] 。
这四种方法各有优缺点,但从各方面考虑,认为综合提取法的应用潜力最大,更具有可行性。
实验室对杜仲胶的提取主要有发酵法、甲苯浸提法、碱浸法、碱浸法+ 苯—醇法、苯—醇法五种。