生物基材料定義：利用可再生生物質(zhì)或/和經(jīng)由生物制造得到的材料

　　生物基材料（Bio-based Materials）是指利用可再生生物質(zhì)或（和）經(jīng)由生物制造得到的原料，通過(guò)生物、化學(xué)、物理等手段制造的一類(lèi)新型材料，如生物塑料、生物質(zhì)功能高分子材料等。生物基材料區(qū)別于用煤、石油等不可再生石化資源為原料生產(chǎn)的傳統(tǒng)化工材料產(chǎn)品， 其具有原料可再生、減少碳排放、節(jié)約能源等特性，部分品類(lèi)還具有良好的生物可降解性，是國(guó)際新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。展望未來(lái)，生物基材料有望在部分應(yīng)用領(lǐng)域逐步替代傳統(tǒng)石油基材料，成為引領(lǐng)科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新型產(chǎn)業(yè)，并作為綠色低碳發(fā)展的主要途徑及低碳經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的亮點(diǎn)。

　　目前，常見(jiàn)的生物基材料是以谷物、豆科、秸稈、竹木粉等可再生生物質(zhì)通過(guò)生物轉(zhuǎn)化獲得生物高分子材料或單體，然后進(jìn)一步聚合形成的環(huán)境友好的化工產(chǎn)品和綠色能源等高分子材料，如包括沼氣、燃料乙醇、生物柴油和生物塑料等。此外，生物基材料還可以經(jīng)由生物制造、生物合成方法等設(shè)計(jì)或改造的生物系統(tǒng)產(chǎn)生和獲得。

生物基材料分類(lèi)：生物基材料品類(lèi)及細(xì)分材料眾多

　　按產(chǎn)品屬性分類(lèi)，生物基材料可分為生物基聚合物、生物基塑料、生物基化學(xué)纖維、生物基橡膠、生物基涂料、生物基材料助劑、生物基 復(fù)合材料及各類(lèi)生物基材料制得的制品等。其中 ， 生物基可降解材料具有傳統(tǒng)石油基塑料等高分子材料不具備的綠色、環(huán)境友好、原料可再生以及可生物降解的特性 ；生物基纖維已廣 泛應(yīng)用于時(shí)裝、家居、戶(hù)外及工業(yè)領(lǐng)域，正逐步走向工業(yè)規(guī)模化實(shí)際應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化階 段 ；生物基塑料產(chǎn)品在包裝材料、一次性餐具及購(gòu)物袋、嬰兒紙尿褲、農(nóng)地膜、紡織材料等領(lǐng)域獲得較好的應(yīng)用，并被市場(chǎng)普遍認(rèn)可與接受。

　　按常見(jiàn)產(chǎn)品形式，生物基材料主要可分為五大類(lèi)：生物基平臺(tái)化合物、生物基塑料、多糖類(lèi)生物基材料、氨基酸類(lèi)生物基材料、木塑復(fù)合材料。其中，生物基平臺(tái)化合物即聚合成原材料高分子的化學(xué)單體，如乳酸，1,3-丙二醇等；生物基塑料是目前應(yīng)用最廣泛、研究較深入的生物基材料，代表產(chǎn)品有聚乳酸、聚羥基脂肪酸酯等。

生物基塑料及聚合物行業(yè)

　　生物基塑料：應(yīng)用領(lǐng)域主要為包裝和消費(fèi)品、紡織品等

　　聚合物是由一種或幾種結(jié)構(gòu)單元通過(guò)共價(jià)鍵連接起來(lái)的分子量很高的化合物，塑料是聚合物的一種。根據(jù)來(lái)源不同，聚合物可分為生物基聚合物、化石基聚合物等。生物基聚合物種類(lèi)繁多，多數(shù)化石基聚合物都有其對(duì)應(yīng)或類(lèi)似的生物基產(chǎn)品。由于以生物質(zhì)作為來(lái)源的生物基塑料相比石油基塑料更具減碳和可再生優(yōu)勢(shì)，生物基塑料的需求正在不斷擴(kuò)張。目前，生物基高分子材料已經(jīng)得到一定程度的發(fā)展；但是，相比于傳統(tǒng)的高分子材料，生物基來(lái)源的產(chǎn)品產(chǎn)量還較小、品種還較單一，且在部分使用性能上還暫時(shí)不能完全替代石油基產(chǎn)品。

　　生物基塑料的應(yīng)用遍及工業(yè)與生活的各領(lǐng)域，目前包裝和消費(fèi)品、紡織品是其最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。按照是否可被生物降解，可將生物基塑料劃分為可降解生物基塑料和不可降解生物基塑料。根據(jù)European Bioplastics（歐洲生物塑料協(xié)會(huì)）數(shù)據(jù)，全球生物基塑料約占每年生產(chǎn)的塑料中的1%。2020 年，全球生物基塑料產(chǎn)能達(dá)211.1萬(wàn)噸，其中可生物降解塑料的產(chǎn)能為122.7萬(wàn)噸，不可生物降解產(chǎn)能為88.4萬(wàn)噸。截至2021年末，亞洲共計(jì)擁有全球49.9%的生物基塑料產(chǎn)能。

生物基聚合物分類(lèi)：可分為生物可降解與生物不可降解生物基材料

　　按照可生物降解與否，可將生物基塑料劃分為可降解生物基塑料和不可降解生物基塑料。2020年，全球生物基塑料產(chǎn)能達(dá)211.1萬(wàn)噸，其中可生物降解塑料的產(chǎn)能為122.7萬(wàn)噸，主要是PLA和淀粉基塑料，各占比32%；不可生物降解產(chǎn)能 為88.4萬(wàn)噸，其中PA（聚酰胺）和PE（聚乙烯）占比最大， 分別為28%和25%。隨著各國(guó)環(huán)保要求趨嚴(yán)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，生物基塑料產(chǎn)能中可降解塑料的比例將進(jìn)一步提升。

生物基材料概念：區(qū)別生物可降解材料、生物材料概念

　　生物基材料（Bio-based Materials）和生物降解材料（Biodegradable Materials）是完全不同的概念。通常來(lái)講，生物降解高分子材料是指在微生物作 用下或在堆肥條件下可降解的高分子聚合物。生物基材料強(qiáng)調(diào)的是其生物來(lái)源的可再生來(lái)源性，它既可以是生物可降解的高分子如聚乳酸（PLA），也可以是生物不可降解的高分子如生物基聚乙烯；而生物降解材料強(qiáng)調(diào)的是生物可降解性，它既可以是生物可降解的高分子如聚乳酸（PLA），也可以是石油基高分子材料（Petroleum-based Polymers）PBS和PBAT。生物可降解塑料如果使用生物原料，且在受控堆肥條件下生物降解，則可以通過(guò)關(guān)閉生物循環(huán)（Biological Cycle）的理念融入循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

　　生物基材料（Bio-based Materials）和生物材料（Biomaterials）是完全不同的概念。生物材料是指用于人體或動(dòng)物內(nèi)組合和器官的診斷、修復(fù)或功能增進(jìn)的一類(lèi)材料，可以包括有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料、金屬材料等。

生物基化學(xué)纖維簡(jiǎn)介

　　生物基化學(xué)纖維是利用農(nóng)、林、海洋廢棄物、副產(chǎn)物加工而成，是來(lái)源于可再生生物質(zhì)的一類(lèi)纖維。生物基化學(xué)纖維具有綠色、環(huán) 境友好、原料可再生以及生物降解等優(yōu)良特性，有助于解決當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所面臨的資源和能源短缺、環(huán)境污染等問(wèn)題。生物基化學(xué)纖維的發(fā)展重點(diǎn)是突破生物基化學(xué)纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵裝備的制造，攻克生物基化學(xué)纖維及原料產(chǎn)業(yè)化技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)生物基化學(xué)纖維的規(guī)模化生產(chǎn)，同時(shí)進(jìn)一步拓展在服裝、家紡和產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用。2015年至2020年，我國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)總產(chǎn)量由4872萬(wàn)噸增長(zhǎng)至6025萬(wàn)噸，整體呈上升趨勢(shì)。從我國(guó)化學(xué)纖維產(chǎn)量主要品種構(gòu)成來(lái)看， 滌綸是占比最高的化學(xué)纖維。2019年滌綸產(chǎn)量占全國(guó)化纖工業(yè)總產(chǎn)量的比例為81.53%；其次是粘膠纖維，產(chǎn)量占比為7.08%。2015年，我國(guó)生物基化學(xué)纖維的產(chǎn)能約為19.55萬(wàn)噸，2019年其產(chǎn)能增至57.98萬(wàn)噸。

生物基化學(xué)纖維分類(lèi)

　　生物基化學(xué)纖維的品種眾多：從生物學(xué)的屬性，可分為動(dòng)物質(zhì)纖維、植物質(zhì)纖維和微生物質(zhì)纖維；從產(chǎn)業(yè)分類(lèi)，可分為農(nóng)副產(chǎn)生物質(zhì)纖維和海副產(chǎn)生物質(zhì)纖維。根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程，生物基纖維可分為三大類(lèi)：1）生物基原生纖維，經(jīng)物理方法加工處理成后直接使用的動(dòng)植物纖維；2）生物基再生纖維，即以天然動(dòng)植物為原料，經(jīng)過(guò)物理或化學(xué)方法制成紡絲溶液，而后通過(guò)適當(dāng)?shù)募徑z工藝制備而成的纖維；3）生物基合成纖維，以生物質(zhì)為原料，通過(guò)化學(xué)方法制成高純度單體，而后經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)獲得 高分子量的聚合物，再經(jīng)適當(dāng)?shù)募徑z工藝加工成的纖維。

生物基紡織涂料

生物基涂料行業(yè)

　　生物基涂料與傳統(tǒng)的石油基材料相比，主要來(lái)源于植物，減少了二氧化碳的排放以及對(duì)石油的依賴(lài)，同時(shí)它的生產(chǎn)過(guò)程更加綠色，符合人們 對(duì)于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的追求。到2024年生物聚合物涂料的市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)13億美元。《中國(guó)涂料行業(yè)“十三五”規(guī)劃》指出，到2023年，我國(guó)涂料行業(yè)總產(chǎn)值預(yù)計(jì)增長(zhǎng)到6900億元左右。而可以預(yù)想到的是，得益于嘉寶莉生物基涂料的研發(fā)，將會(huì)引領(lǐng)更多的涂料企業(yè)致力于環(huán)保涂料的研發(fā)，提供更多有關(guān)環(huán)境保護(hù)的解決方案，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色發(fā)展。

研發(fā)植物油涂料等是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

　　科學(xué)家及學(xué)者認(rèn)識(shí)到植物油脂是可再生資源，研發(fā)植物油涂料是今后的發(fā)展方向。擴(kuò)大涂料用非食用油的來(lái)源，在國(guó)內(nèi)有很大的潛力，再加上政策支持，生物基涂料發(fā)展?jié)摿�巨大。此外，根�?jù)油脂和醇酸樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可以用酚醛、氨基、環(huán)氧、丙烯酸、 聚氨酯、有機(jī)硅，氟樹(shù)脂、烴類(lèi)樹(shù)脂、天然樹(shù)脂等多種途徑，對(duì)其改性，以提高涂料的物化特性，使其廣泛用于不同行業(yè)和不同的領(lǐng)域。生物基重防腐涂料（腰果殼油環(huán)氧樹(shù)脂體系）水性生物納米防水涂料、水性生物帶銹防銹涂料、生物基防污涂料（用天然防污劑即采用由多種海洋及陸地的動(dòng)植物中提取防止海生物污損的物質(zhì)，來(lái)制造防污涂料）等相繼問(wèn)世。

生物基紡織助劑

生物基助劑行業(yè)定義

　　助劑，又稱(chēng)添加劑，是高分子材料工業(yè)中不可缺少的重要組成部分。生物基助劑是指利用生物質(zhì)或經(jīng)由生物制造得到的材料為原料制成的助劑。生物基助劑具備綠色、環(huán)保、低毒或無(wú)毒、來(lái)源可再生等特性，能替代化石基助劑，有效緩解資源短缺，是可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 39514-2020《生物基材料定義、術(shù)語(yǔ)和標(biāo)識(shí)》，可將生物基材料助劑分為生物基增塑劑、生物基阻燃劑、生物基膠黏劑、生物基潤(rùn)滑劑、生物基清潔劑、生物基表面活性劑和生物基其他助劑。

生物基增塑劑

　　增塑劑是一種添加到高分子聚合物中增加其塑性，優(yōu)化其加工性能，賦予制品柔軟性的有機(jī)物。以鄰苯二甲酸酯為代表的傳統(tǒng)增塑劑普遍具有易揮發(fā)性，當(dāng)其滲透或遷移出聚合物后，將使產(chǎn)品喪失柔性，影響產(chǎn)品質(zhì)量。且鄰苯二甲酸酯類(lèi)增塑劑普遍具有毒性，危害生殖系統(tǒng)并有致癌風(fēng)險(xiǎn)。

生物基阻燃劑

　　阻燃劑的作用機(jī)理：在材料燃燒時(shí)抑制一種或多種要素的產(chǎn)生， 達(dá)到阻止或減緩燃燒的目的。鹵系阻燃劑在高溫下會(huì)產(chǎn)生鹵化氫、二噁英等有毒物質(zhì)，對(duì)人 體有害。2006 年開(kāi)始，歐美國(guó)家開(kāi)始嚴(yán)格限制鹵素阻燃劑的 應(yīng)用。生物基材料可以代替鹵系阻燃劑的原因：生物基材料含碳量高、 具有多羥基結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的成炭性能。通常生物質(zhì)單獨(dú)作為阻燃劑，對(duì)PLA的阻燃效果不佳，需要對(duì) 其改性或與其他阻燃劑進(jìn)行復(fù)配。但是添加量超過(guò)10%，在提 高PLA阻燃性能時(shí)，會(huì)導(dǎo)致力學(xué)性能的下降，影響其使用性能。