天然橡胶是关系国计民生与国家安全的重要战略资源。我国天然橡胶需求量居世界首位，但自给率不足15%，航空轮胎等高端制品用胶长期依赖进口。青岛科技大学高分子科学与工程学院王洪振教授课题组近十年来深耕高性能天然橡胶领域，在天然橡胶分子链结构调控、绿色改性及性能优化方面取得系统性突破。团队相关工作得到国家重点研发计划（2022YFD23012043、2022YFD2301202）、云南省科技计划项目（202503AG380007）及中国热带农业科学院开放课题（RRI-KLOF201705、RRI-KLOF201902）等的大力支持。

一、围绕天然橡胶加工中的关键工艺参数，团队系统揭示了加工工艺对天然橡胶多级结构与宏观性能的调控机制。研究发现，适宜的碱性蛋白酶用量可有效调控天然橡胶的蛋白质含量与交联密度，显著提升综合性能；熟化2天时分子链缠结最紧密，力学性能与抗老化性能均达峰值；胶乳浓度为23%时，天然橡胶综合性能最优。三篇相关成果分别为《Effect of alkaline protease content on the structure and properties of natural rubber》（Polymers for Advanced Technologies, 2024）、《Effect of maturation time on the structure and properties of NR》（Rubber Chemistry and Technology, 2025）和《Effect of latex concentration on the structure and properties of natural rubber》（Journal of Applied Polymer Science, 2026），论文第一作者均为硕士研究生渠庆龙，青岛科技大学为第一单位，王洪振教授为通讯作者。

图1熟化时间对天然橡胶炭黑分散及生热磨损性能的影响

二、课题组进一步拓展了天然橡胶的绿色改性及高性能化研究。利用可再生生物质资源腰果酚为改性剂，腰果酚的引入促进了分子链交联并提高了力学性能与抗热氧老化能力；同时，开发了以烷基酰肼为粘度稳定剂的绿色恒粘天然橡胶，通过醛胺缩合反应有效抑制储存硬化，改善了加工稳定性。相关成果分别为《One facile route to prepare high-strength natural rubber through a green cardanol modification technology》（Polymers for Advanced Technologies, 2022）和《Green modification approach using novel viscosity stabilizer for inhibiting storage hardening of natural rubber》（Polymers for Advanced Technologies, 2025），论文第一作者均为余尧。

图2高强度天然橡胶的制备过程与机理示意图

三、针对小分子抗氧剂易迁移导致失效的共性问题，将活性抗氧剂对氨基二苯胺接枝到NR分子链上，制备了耐迁移、长效抗老化的PPDAgNR复合材料，显著提升了抗热氧老化性能；课题组还系统研究了烟熏时长对烟熏片分子链结构的演变规律，首次证实烟中酚类小分子接枝到橡胶分子链上，确定了最佳烟熏窗口期，为传统工艺的精准控制提供了理论依据。相关成果分别为《Preparation of grafted long-lasting aging-resistant natural rubber and its performance study》（Polymers for Advanced Technologies, 2025）和《Evolution of molecular chain structure during the preparation of ribbed smoked sheet》（Reactive and Functional Polymers, 2026），论文第一作者分别为何昌盛和李法德。

图3 PPDA接枝天然橡胶复合材料的制备流程

上述研究从工艺精准控制、绿色化学改性及分子结构设计等多个维度，系统发展了天然橡胶高性能化的新策略，为解决传统制备过程中能耗高、污染重、制品老化快及储存易硬化等关键技术难题提供了创新方案，有力推动了高性能天然橡胶的绿色制造与产业化应用。该系列成果积极响应了国家关于突破“卡脖子”关键核心技术、保障重点产业链供应链安全稳定的战略需求，为我国航空轮胎、重卡轮胎及国防军工等领域高端橡胶制品的自主可控提供了重要的理论支撑与技术储备，对提升我国天然橡胶产业的国际竞争力和战略安全保障能力具有重要意义。