橡膠材料與我們的生活密切相關，老百姓每天的衣食住行都離不開橡膠材料。但目前傳統的天然橡膠和合成橡膠都面臨資源不足的難題。于是，各國把目光對準了生物基橡膠的開發。
橡膠材料按照來源可以分為來自三葉香蕉樹膠乳的天然橡膠，以及源自化石基原料的合成橡膠。
自1839年美國人固特異（Good Year）發明硫化橡膠以來，天然橡膠與合成橡膠陸續進入現代社會的方方面面，至今已經為現代文明社會服務了近180年，在今后相當長的時間內，也還將繼續服務于現代文明社會。
但是，目前無論是合成橡膠還是天然橡膠，都面臨著資源不足的難題。合成橡膠以石油等化石資源為原料，在能源、資源與環境都受到嚴重挑戰的今天，以大量不可再生的能源、資源消耗為代價的現代合成橡膠工業，正面臨著嚴峻的考驗。
根據英國BP石油公司的統計數據，目前全球探明的石油儲備只夠維持42年的消耗、天然氣儲備只夠維持60年的消耗、煤炭儲備只夠維持130年的消耗，合成橡膠的發展將不可持續。
同時，我國石油資源嚴重不足，60%依賴進口，超過80%以上的石油被當做能源消耗掉，而貢獻到石油化工的石油原料僅為12%。
我國合成橡膠的發展不但受制于油氣資源短缺的困境，還會受到化石能源旺盛需求的擠壓，未來很有可能面臨無米下鍋的窘境。
隨著全球變暖趨勢日益明顯，以化石資源為原料的合成橡膠工業也面臨著節能減排的壓力。歐盟正在著手立法，考慮今后輸入歐盟的產品必須加大可再生資源的比例，其中輪胎將是受到重點監控的產品。
美、日等發達國家政府也正在制定標準，規范可再生資源的范圍以及檢測方法。
天然橡膠方面，由于受到氣候、病蟲害以及地緣政治的影響，我國天然橡膠的發展面臨嚴峻的形勢。
我國天然橡膠消耗巨大，自產不足，嚴重依賴進口，2017年消耗天然橡膠548萬噸，占到全球總消耗量的42%，其中自產81萬噸、進口546萬噸。
而三葉橡膠樹僅適生于南北緯15度的熱帶雨林里內，我國適種面積幾乎開發殆盡，天然橡膠進一步發展的潛力有限。再加上三葉橡膠樹面臨南美葉疫病的威脅，使全球天然橡膠種植產業十分脆弱。
此外，天然橡膠的收割無法實現大規模機械化作業，年輕人越來越多地遠離種植農場、進入大城市工作，三葉橡膠的種植與收獲面臨勞工日益短缺的困境。
面對這種情況，一些發達國家已行動起來，未雨綢繆，規劃生物基橡膠的發展方向，布局生物基橡膠的工業框架。
所謂生物橡基橡膠，指的是利用生物基原材料合成制備的橡膠，以及利用三葉橡膠樹之外的其他植物產生的膠乳所生產的橡膠。
在合成橡膠方面，歐美發達國家注重傳統橡膠合成單體的生物基化，比如：
- 美國固特異(Goodyear)公司利用糖源開發生物基異戊二烯，進而合成出生物基異戊橡膠，最終制備出生物基異戊橡膠輪胎；
- 阿朗新科利用甘蔗渣開發出生物基乙烯，與石油基丙烯共聚合，合成生物基三元乙丙橡膠，其中的生物基原料比例可達70%。
2018年世界杯比賽用球就是使用阿郎新科的這種材料制作，實現了生物基橡膠的真正應用。此外，阿朗新科也建設了一套生物基異丁烯中試裝置并試產出一批由生物基原料合成的丁基橡膠。
美、日、歐不產天然橡膠，因此對于替代性天然橡膠的開發更為急迫。2007年，美國組成PENRA聯盟并實施“卓越計劃（2007-2011-2020）”，歐盟于2008年組成EU-pearls聯盟實施“珍珠計劃（2008-2012）”，隨后又組成DRIVE4EU聯盟啟動第二期“驅動計劃（2014-2018）”。
這些計劃的目的都是立足本地區開發三葉橡膠以外的可替代膠源，滿足本土對于天然橡膠的需求，降低對于東南亞三葉橡膠的依賴。在這些計劃中，蒲公英橡膠都是他們的首選目標。
2013年，德國大陸輪胎公司在歐盟“珍珠計劃”的基礎上，獨自投資3500萬歐元在位于波羅的海岸的安克拉姆建設了蒲公英橡膠研發中心，目標是利用蒲公英橡膠低玻璃化轉變溫度以及超柔軟特性，開發適合于歐洲冬季氣候條件的雪地胎，占據了蒲公英橡膠產業化先機。
日本國土面積狹小，無法獨自開發蒲公英橡膠等第二天然膠源。因此，日本普利司通北美研發中心參與到PENRA聯盟中，以確保未來天然橡膠的穩定供應。
目前。歐美已經制備出蒲公英橡膠輪胎和自行車胎，正向著商業化的路線穩步前進。
面對發達國家在生物基橡膠研發領域的先發優勢，我國也不甘落后，積極搶占未來生物基橡膠這一戰略材料的制高點，爭取形成具有自主知識產權的全產業鏈商業化開發模式，避免受制于人。
資料顯示，北京化工大學先進彈性體材料研究中心于2008年開展相關工作，在國家自然科學基金重點項目、科技部“十三五”重點研發計劃、國家自然基金委基礎科學中心項目等的資助下，在山東京博中聚新材料有限公司、山東玲瓏輪胎股份有限公司、美國固特異輪胎公司等國內外知名企業的大力支持下，歷經13年的科學研究，首創一類基于生物基單體衣康酸的大分子鏈結構：
利用糖、淀粉以及纖維素等生物質原料發酵得到醇、酸等生物基單體，直接轉化為生物基橡膠，省去了中間由生物基單體轉化為傳統單體的步驟，提高了效率，降低了成本。
- 該官能化生物基衣康酸酯-丁二烯橡膠作為我國原創的合成橡膠品種。
- 在山東京博中聚新材料有限公司建成了世界首條千噸級示范生產線；
- 在山東玲瓏輪胎股份有限公司工業化生產線上試制了生物基綠色輪胎，滾動阻力達到了歐盟標簽法B級水平。
據估算，生產1噸官能化生物基衣康酸酯-丁二烯橡膠，相比傳統石油基合成橡膠，能夠減少碳排放1.44噸，可以為我國橡膠行業實施 “碳達峰”“碳中和”戰略提供積極支撐。?
目前，我國已經成功試制出生物基衣糠酸酯橡膠轎車輪胎、生物基共聚酯橡膠制品、杜仲橡膠航空輪胎和蒲公英橡膠概念輪胎等生物基橡膠制品。
可以預見，在不久的將來，應用上述生物基橡膠材料制備產品就會逐步滲入到我們的生產生活中，成為構建未來高度文明社會有機元素。
綜合整理自TK生物基材料、中國橡膠雜志
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原文始發于微信公眾號（熱塑性彈性體資訊）：生物基橡膠的產業革新
