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，通過生物、化學(xué)、物理等手段制造的一類新型材料，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，部分品類還具有良好的生物可降解性，是國際新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。展望未來，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)增長的亮點。

　　目前，常見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)計或改造的生物系統(tǒng)產(chǎn)生和獲得。

生物基材料分類：生物基材料品類及細(xì)分材料眾多

　　按產(chǎn)品屬性分類，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)用于時裝、家居、戶外及工業(yè)領(lǐng)域，正逐步走向工業(yè)規(guī)模化實際應(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，并被市場普遍認(rèn)可與接受。

　　按常見產(chǎn)品形式，生物基材料主要可分為五大類：生物基平臺化合物、生物基塑料、多糖類生物基材料、氨基酸類生物基材料、木塑復(fù)合材料。其中，生物基平臺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品、紡織品等

　　聚合物是由一種或幾種結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵連接起來的分子量很高的化合物，塑料是聚合物的一種。根據(jù)來源不同，聚合物可分為生物基聚合物、化石基聚合物等。生物基聚合物種類繁多，多數(shù)化石基聚合物都有其對應(yīng)或類似的生物基產(chǎn)品。由于以生物質(zhì)作為來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，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）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)211.1萬噸，其中可生物降解塑料的產(chǎn)能為122.7萬噸，不可生物降解產(chǎn)能為88.4萬噸。截至2021年末，亞洲共計擁有全球49.9%的生物基塑料產(chǎn)能。

生物基聚合物分類：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)211.1萬噸，其中可生物降解塑料的產(chǎn)能為122.7萬噸，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)的是其生物來源的可再生來源性，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物內(nèi)組合和器官的診斷、修復(fù)或功能增進(jìn)的一類材料，可以包括有機(jī)材料、無機(jī)材料、金屬材料等。

生物基化學(xué)纖維簡介

　　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，是來源于可再生生物質(zhì)的一類纖維。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)社會發(fā)展所面臨的資源和能源短缺、環(huán)境污染等問題。生物基化學(xué)纖維的發(fā)展重點是突破生物基化學(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，實現(xiàn)生物基化學(xué)纖維的規(guī)�；�生產(chǎn)，同時進(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，我國化學(xué)纖維工業(yè)總產(chǎn)量由4872萬噸增長至6025萬噸，整體呈上升趨勢。從我國化學(xué)纖維產(chǎn)量主要品種構(gòu)成來看， 滌綸是占比最高的化學(xué)纖維。2019年滌綸產(chǎn)量占全國化纖工業(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，我國生物基化學(xué)纖維的產(chǎn)能約為19.55萬噸，2019年其產(chǎn)能增至57.98萬噸。

生物基化學(xué)纖維分類

　　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，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)過程，生物基纖維可分為三大類：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植物纖維；2）生物基再生纖維，即以天然動植物為原料，經(jīng)過物理或化學(xué)方法制成紡絲溶液，而后通過適當(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，通過化學(xué)方法制成高純度單體，而后經(jīng)過聚合反應(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，主要來源于植物，減少了二氧化碳的排放以及對石油的依賴，同時它的生產(chǎn)過程更加綠色，符合人們 對于環(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規(guī)模將超過13億美元�！吨袊�涂料行業(yè)“十三五”規(guī)劃》指出，到2023年，我國涂料行業(yè)總產(chǎn)值預(yù)計增長到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，推動經(jīng)濟(jì)社會綠色發(fā)展。

研發(fā)植物油涂料等是未來發(fā)展趨勢

　　科學(xué)家及學(xué)者認(rèn)識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源，在國內(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)油脂和醇酸樹脂分子結(jié)構(gòu)的特點，可以用酚醛、氨基、環(huán)氧、丙烯酸、 聚氨酯、有機(jī)硅，氟樹脂、烴類樹脂、天然樹脂等多種途徑，對其改性，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植物中提取防止海生物污損的物質(zhì)，來制造防污涂料）等相繼問世。

生物基紡織助劑

生物基助劑行業(yè)定義

　　助劑，又稱添加劑，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、低毒或無毒、來源可再生等特性，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)語和標(biāo)識》，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。且鄰苯二甲酸酯類增塑劑普遍具有毒性，危害生殖系統(tǒng)并有致癌風(fēng)險。

生物基阻燃劑

　　阻燃劑的作用機(jī)理：在材料燃燒時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產(chǎn)生鹵化氫、二噁英等有毒物質(zhì)，對人 體有害。2006 年開始，歐美國家開始嚴(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)單獨作為阻燃劑，對PLA的阻燃效果不佳，需要對 其改性或與其他阻燃劑進(jìn)行復(fù)配。但是添加量超過10%，在提 高PLA阻燃性能時，會導(dǎo)致力學(xué)性能的下降，影響其使用性能。