生物基尼龍，是以生物質(zhì)可再生資源（如葡萄糖、纖維素、植物油）為原料，通過生物、化學(xué)及物理等手段制造用于合成聚酰胺的單體（如生物基內(nèi)酰胺、生物基二元酸、生物基二元胺等），再通過聚合反應(yīng)合成的高分子新材料，具有綠色、環(huán)境友好、原料可再生等特性。與傳統(tǒng)石油基尼龍材料相比，生物基尼龍降低了石油依賴，生產(chǎn)過程減少了排放二氧化碳，且更為綠色環(huán)保。
這種材料的應(yīng)用場景不斷拓展，例如亞運會火炬握把、汽車燃油管路、光伏邊框等。隨著全球可持續(xù)發(fā)展理念的深化，生物基聚酰胺市場規(guī)模預(yù)計將快速增長，成為未來材料科技的重要發(fā)展方向。
常見的生物基PA材料包括PA66、PA56、PA11、PA1010、PA610、PA510、PA410、PA1012等，見圖1。
從材料特性來說，生物基PA，如PA11、PA1010具有更長的烷基鏈，這使其吸水率更低（0.1%～0.4%），沖擊強度也比PA6和PA66高50%，具有更好的韌性，但是拉伸強度和拉伸彈性模量不如PA6和PA66高。
合成方面，與常見石油基尼龍材料一樣，生物基尼龍制備的關(guān)鍵在于單體合成，主要分為兩大技術(shù)路徑：
油路線
油路線：是指以植物油（如蓖麻油、油酸與亞油酸等）為原料，經(jīng)過酯交換、高溫裂解等一系列化學(xué)轉(zhuǎn)化得到PA單體（如ω-十一氨基酸、癸二酸、壬二酸）進(jìn)而合成生物基尼龍的路線。油類路線是目前化工企業(yè)采用的生物基尼龍主要合成路線。
PA11/PA1010：以蓖麻油為原料，通過酯交換、高溫裂解、氨解生成ω-十一氨基酸或癸二酸。阿科瑪實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，收率穩(wěn)定。此工藝也是目前工業(yè)上最主要的生產(chǎn)工藝。
PA9：油酸臭氧氧化法生產(chǎn)壬二酸，催化劑選擇MoO?/PbO?時收率超75%。
糖路線
糖路線：是利用微生物技術(shù)，對葡萄糖、纖維素、淀粉等原料進(jìn)行發(fā)酵得到合成PA的單體（如γ-氨基丁酸、己內(nèi)酰胺、己二酸、戊二胺），從而合成生物基尼龍的路線。生物基PA4便是利用葡萄糖發(fā)酵最終合成生物基γ-氨基丁酸制備得來。
PA56：葡萄糖→賴氨酸→1,5-戊二胺（大腸桿菌發(fā)酵技術(shù)），凱賽生物實現(xiàn)萬噸級產(chǎn)能。
PA46：葡萄糖→黏糠酸→己二酸（杜邦生物酶法），或5-羥甲基糠醛（5-HMF）催化加氫法，收率超89%。
國內(nèi)外主要生物基尼龍生產(chǎn)企業(yè)及相關(guān)產(chǎn)品如下：
近日，金發(fā)科技控股子公司珠海萬通特種工程塑料有限公司投建年產(chǎn)4萬噸生物基高溫尼龍（一期）項目環(huán)境影響評價信息公示。此次金發(fā)重點擴建的生物基高溫尼龍一期項目生產(chǎn)規(guī)模0.8萬/年，主要產(chǎn)品包括PA10T/1012、PA1012、PAMACM12等，而此前，PA1012和PAMACM12的全球主要市場長期由贏創(chuàng)與EMS壟斷，此番立項是繼2009年，金發(fā)成為全球首家實現(xiàn)PA10T商業(yè)化的公司后，實現(xiàn)的又一重要里程碑。
未來發(fā)展趨勢
據(jù)資料顯示，全球生物基材料產(chǎn)能已超過3500萬噸，仍保持著高速增長。工業(yè)和信息化部等六部門此前印發(fā)了《加快非糧生物基材料創(chuàng)新發(fā)展三年行動方案》，提出“力爭到2025年，生物基化學(xué)品的品種不斷豐富，聚合物穩(wěn)定性顯著提高，在塑料制品、紡織纖維等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。”
據(jù)資料顯示，全球市場對生物基尼龍的需求預(yù)計將從2023年的40萬噸增至2028年的140萬噸，年均增長率將高達(dá)29%。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測，2025年生物基尼龍市場空間有望達(dá)到215.91億元。
同時，隨著日益增強的低碳環(huán)保意識，消費者更加傾向于選擇可持續(xù)的、綠色環(huán)保的終端產(chǎn)品。生物基尼龍作為生物基化學(xué)纖維的一個重要品類，正逐漸走近我們的日常生活，應(yīng)用于瑜伽服、T恤、戶外服裝等服飾用品。
2024年7月，“生物基尼龍紡織產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”成立，該聯(lián)盟是由黑龍江伊品新材料有限公司、福建永榮錦江股份有限公司、廣東省紡織品進(jìn)出口股份有限公司、山東中康國創(chuàng)先進(jìn)印染技術(shù)研究院有限公司、廣東海鷗百勝紡織有限公司、PQC(Pacific Quality Control Center China Co., Ltd)、南通雙弘紡織有限公司和菲諾染料化工（無錫）有限公司組成。
另外，生物基尼龍還可以進(jìn)行改性，通過熔融共混的方式提升其增強、阻燃、增韌、電性能和導(dǎo)熱性能，應(yīng)用于汽車等領(lǐng)域。
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