[01103473]天然杜仲高档形状记忆材料关键技术及产业化应用

该项目对天然杜仲胶提纯后，获得以含有反式-聚异戊二烯为主要成分的树脂材料，经一系列的特定加工改性，获得具有形状记忆特性的功能材料。杜仲是中国特有的树种，产于中国西部。又是祖先发现并在传统中医中使用的中药,因此，杜仲具有木材和药材双重属性。就其药材和药理作用来说，早在二千多年前，中国第一部药典《神农本草经》就已论及，杜仲“补中益气、坚筋骨”以及“安胎气、暖子宫…”等。现代医学进一步研究表明，杜仲内含有效成份多达40余种，包括木脂素及其苷类、环烯醚萜类及微量元素等。具有促进代谢、增强免疫、延缓衰老以及调节血压、抑制癌症等多种综合功效。特别是治疗高血压方面，疗效异常显著，被医学界誉为最优质的天然降压药物。另一方面，就其木材属性来说，由于杜仲是一树种，它具有树所包含的皮、叶、种子、杆等不同的部位。全树除木质部外，各组织富含杜仲硬胶。杜仲的树皮干燥后,质地脆易折断，断面有银白色的细丝相粘连，这就是杜仲胶(英文名为Eucommia Ulmoide Gum，简称EUG)。由于中药功用的成份仅在杜仲树整体中占很少的一部分，因此，对杜仲植物的综合利用有着非常的意义。该项目考虑到山东地方经济特色和东西部建设与开发的互补，本着有所为有所不为的原则，开发具有形状记忆特性的功能材料和复合材料。由于杜仲胶具有典型的橡塑二重特性，即在温度不高的条件下(60℃以下)就能变软且常温下固定其形状特性,将其用作低温环境的形状记忆材料具有重要的意义。做法是以天然杜仲树上提取的杜仲胶为原料，经过相应加工工艺的研究与探讨，制备具有常温形变-定型两便的具有形状记忆特性的材料。针对的应用领域包括：在医用材料领域，研究开发高端医用骨外伤固定夹板、绷带等高端器材，代替石膏等传统固伤的方法。在复合材料领域，以该项目开发的形状记忆材料改性传统高分子材料，获得吸塑成型的理想材料，用于冰箱、冰柜、电视机等家电非规则部件成型。另外，随着中国大飞机、高端汽车、跑车等高端应用对材料成型的要求，这类形状记忆材料还会拥有更高端的用途。但是，作为天然杜仲作为材料的应用，需要解决国内外还没有解决好的若干个关键科学与技术问题：材料的性质不能满足作为材料的要求：由于杜仲作为天然产物，成分复杂，绝大多数成分对其性能是不利的；材料的外观不能满足材料审美的要求：由于多种成分赋予它的颜色，灰暗，带有黑色头，视觉上不能满足要求；材料结构松散，所以力学性能差，不能满足材料使用要求。赋形板材领域的应该课题组于2004年获青岛市“低熔点性形状记忆材料的研究在医疗方面的应用及规模化生产”科技项目立项(04-3-GX-35)，于2009年获批“青岛市2009关键技术攻关重大项目”(编号：09-1-4-25-gx)，结合该课题组相应的基础研究，经过11年的研究和校企合作研发，攻克了从材料制备到应用技术的各种关键科学技术问题，实现了规模化生产的目标。材料的形状固定率和回复率指标均达到了95%以上。