如何突破天然橡胶高性能化质量形成机制及关键调控技术?

How to Break through Quality Formation Mechanisms and Key Regulation Technologies for High- performance Natural Rubber ?

问题年度:2021 问题类型:前沿科学问题 学科领域:农业科技 学科细分归类:其他

推荐机构:中国热带作物学会

天然橡胶 高性能 质量形成机制 调控技术

问题描述

天然橡胶主要来自巴西橡胶树,是四大工业原料中唯一可再生资源,因其具有合成橡胶无可比拟的综合性能和抗爆特性,在工业制造领域具有不可替代的作用。目前,高性能天然橡胶质量形成机制和关键调控技术还缺乏全面和系统的研究,不能满足国防装备和航空轮胎等高端制造对高性能天然橡胶原料的迫切需求。围绕高性能天然橡胶质量形成和调控机理这一重大科学问题,从解析天然橡胶生物合成及质量形成机制、遴选与培育高产质优橡胶树新品种(种质)、优化栽培方式及保质采收与初加工技术等天然橡胶生产加工各环节入手,研发和建立具有自主知识产权的高性能天然橡胶生产加工关键技术体系,从而提升国产天然橡胶质量和性能,促进我国天然橡胶科技自立自强,实现高性能天然橡胶原料国产化,服务国家安全和发展战略。

问题背景

我国天然橡胶产业起步于建国初期的特殊历史时期,是应国家战略而生、为国家使命而战的特殊产业。经过近70年的发展,目前我国已成为世界第四大产胶国,年产生胶80余万吨,实现了“从无到有”和“从有到大”的历史性突破。然而,长期以来,由于我国在高性能天然橡胶生产和研发方面科研投入不够,天然橡胶基础研究相对薄弱、缺乏系统性和工程化研究,从而导致天然橡胶生产对高端领域用胶需求的保障能力严重不足,航空轮胎和国防装备等高端制造所需高性能天然橡胶原料几乎全部依赖进口,当国际贸易摩擦加剧和政治局势紧张时,容易成为威胁国家安全和经济发展的“卡脖子”问题。

最新进展(截止问题发布年度)

1、我国天然橡胶发展现状

党中央历来重视我国天然橡胶产业,习近平总书记和中央一号文件等针对我国天然橡胶生产能力做出过重要部署。经过近70年发展,全国植胶面积达1730余万亩,占世界比重7.5%,位居世界第三;年产天然橡胶80余万吨,占世界比重5.8%,位居世界第四,实现了天然橡胶产业“从无到有”、“从有到大”的历史性突破,为我国国防建设和经济发展做出了巨大贡献。

目前,我国已成为全球最大的天然橡胶消费国和进口国,近几年消费量平均以每年 30 万吨左右的速度持续增长,2019年消费量达到550万吨,其中85%左右依赖泰国、越南、马来西亚和印度尼西亚等进口。长期以来由于科技研发投入不足,我国天然橡胶基础研究相对薄弱、缺乏系统性和工程化研究,导致航空轮胎、高铁减震和国防装备等高端领域所需高性能天然橡胶绝大部分依赖进口,国家战略资源供给潜在风险大。为了保障国家战略资源供给安全,亟待通过天然橡胶全产业链科技创新,补齐创新链中存在的“断链”,打通产业链的“堵点於点”,解决产业链“大而不强”的问题,推进我国天然橡胶科技创新和自立自强。

2、我国天然橡胶科技存在的主要问题与关键难点

(1)高性能天然橡胶质量形成与调控机制缺乏系统性研究。我国天然橡胶产业科技创新偏重于解决“从无到有”的产量问题,而对橡胶树品种特性、胶乳品质及天然橡胶质量形成与调控机制等方面的研究投入不足,对涉及天然橡胶高性能化生产的前端生物学和后端加工等基础科学问题缺乏系统性研究,导致国产标准胶质量和性能只能满足一般工业用途,无法适应新时代橡胶工业发展需求。

(2)高性能天然橡胶加工关键技术的应用基础与工程化研究薄弱。目前,我国天然橡胶加工主要采用传统的和比较落后的加工工艺和技术,生产规模小,自动化和智能化水平较低,产品质量和性能不稳定,不能满足下游高端制品行业对原材料质量及多样化的需求。尤其在高性能天然橡胶加工基础理论和结合地域特征的工程化研究等方面与国外部分先进研发机构相比相对落后,导致我国航空轮胎和国防装备等领域所需高性能天然橡胶长期依赖进口,成为制约我国航空工业和国防装备等制造业发展的瓶颈。

(3)高性能天然橡胶材料及制品标准化生产加工体系尚不完善

我国天然橡胶种植、生产、加工技术、产品质量标准有待健全,没有形成全程标准化生产加工体系,现有产品质量标准仅限于通用天然橡胶材料,无法满足高端专用的需求。建立高性能天然橡胶全程标准化生产体系有利于规范生产管理加工技术,提高产品一致性和确保天然橡胶质量满足航空轮胎和国防装备等领域所需高性能天然橡胶的需求。

重要意义

高性能天然橡胶质量形成机制及关键调控技术的突破,将促进我国天然橡胶科技自立自强和产业提质增效,提升我国在世界天然橡胶产业链中的话语权,并有望实现我国引领全球天然橡胶产业科技创新和可持续发展的新格局,解决威胁国家安全和经济发展的“卡脖子”问题,保障国家战略资源安全供给,服务国家经济和国防建设。