1939年，在美國人華萊士?卡羅瑟斯發(fā)明尼龍的四年后，尼龍作為一種新型材料首次被應(yīng)用到絲襪上，并在紐約世界博覽會(huì)上受到無數(shù)年輕男女的追捧，從此開始風(fēng)靡世界。
這是現(xiàn)代高分子化學(xué)產(chǎn)業(yè)開始蓬勃發(fā)展的一個(gè)標(biāo)志性事件。此后從絲襪到服裝，再到日用品、包裝、家電、汽車、航空航天……尼龍深刻影響并改變了人類生活。
不過，中國尼龍產(chǎn)業(yè)卻一直存在“卡脖子”的問題。
當(dāng)今，世界面臨能源危機(jī)、氣候變暖、環(huán)境惡化等。這種背景下，生物基材料站上了歷史風(fēng)口。
等待了80多年，中國尼龍產(chǎn)業(yè)終于迎來了彎道超車的機(jī)會(huì)。
21世紀(jì)是生物基的世紀(jì)
物理學(xué)家弗里曼·戴森曾斷言，21世紀(jì)是生物學(xué)的世紀(jì)。在材料領(lǐng)域，如果說20世紀(jì)是石油基的世紀(jì)，那么21世紀(jì)則是生物基的世紀(jì)。
生物基材料因來源于甘蔗、玉米、秸稈、谷物等，具有原料可再生、碳排放大幅減少等優(yōu)勢，不僅可以幫助人類減少對(duì)石油資源的依賴，對(duì)于緩解全球能源危機(jī)同樣具有重要作用。
中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前生物制造產(chǎn)品與石化產(chǎn)品相比，平均節(jié)能減排30%-50%，未來有望達(dá)到50%-70%，是替換化石原料和推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵材料。
顯著的環(huán)境效益意味著巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。世界經(jīng)合組織預(yù)測，到2030年將有25%有機(jī)化學(xué)品和20%的化石燃料由生物基化產(chǎn)品取代，基于可再生資源的生物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值規(guī)模將高達(dá)萬億美元。
目前,全球生物基材料產(chǎn)能已超過3500萬噸，仍保持著高速增長，成為產(chǎn)業(yè)投資與技術(shù)創(chuàng)新最熱門的方向之一。
市場方面,越來越多品牌推出使用生物基材料生產(chǎn)的產(chǎn)品，國外如蘋果在iPhone的玻璃支撐框架中使用了生物基材料，奔馳、寶馬、保時(shí)捷等開始采用生物基塑料制備汽車零部件；國內(nèi)如特步推出100%聚乳酸含量環(huán)保風(fēng)衣，OPPO旗下一加手機(jī)和realmeGT2手機(jī)的保護(hù)膜采用了聚乳酸膜材佰恩麗等。
政策方面,2018年歐盟修訂后的廢棄包裝條例，鼓勵(lì)成員國支持在包裝生產(chǎn)中使用生物基材料；2019年日本發(fā)布《塑料資源循環(huán)戰(zhàn)略》，明確要提高生物基塑料實(shí)用性，以替代化石基塑料；美國制定的《2020年制造業(yè)挑戰(zhàn)的展望》中，明確將工業(yè)生物制造技術(shù)作為戰(zhàn)略技術(shù)領(lǐng)域。
在我國，繼“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)后，工信部等六部委在年初剛剛印發(fā)了《加快非糧生物基材料創(chuàng)新發(fā)展三年行動(dòng)方案》，將進(jìn)一步推動(dòng)生物基材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與完善。
可以預(yù)見，生物基材料即將迎來全盛發(fā)展的時(shí)代。
生物基尼龍突破“卡脖子”難題
高分子化學(xué)產(chǎn)業(yè)的話語權(quán)、先進(jìn)技術(shù)與高端產(chǎn)品，曾經(jīng)都牢牢掌握在歐美發(fā)達(dá)國家手中，起步晚、底子薄的中國花了數(shù)十年時(shí)間追趕，依然在許多領(lǐng)域被“卡脖子”。
生物基材料的發(fā)展卻截然不同，我國雖然起步也稍顯落后，但是得益于國家戰(zhàn)略層面的重視，以及原料成本、市場規(guī)模、完整的工業(yè)體系支撐等多重優(yōu)勢，具備了“彎道超車”的機(jī)會(huì)。
目前，國內(nèi)已經(jīng)初步構(gòu)建了以聚乳酸、聚酰胺產(chǎn)業(yè)化，多種生物基材料快速發(fā)展的格局。數(shù)據(jù)顯示，2021年，我國生物基材料產(chǎn)能1100萬噸(不含生物燃料)，約占全球31%，產(chǎn)量700萬噸,產(chǎn)值超過1500億元。
生物基尼龍的表現(xiàn)尤為亮眼。在國家“雙碳”背景下，國內(nèi)一批龍頭企業(yè)率先在生物基尼龍領(lǐng)域進(jìn)行布局，在技術(shù)研究和產(chǎn)能規(guī)模上都取得了突破。
不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)已投產(chǎn)的生物基尼龍項(xiàng)目包括：金發(fā)科技5000噸/年P(guān)A10T，伊品生物2萬噸/年生物基尼龍鹽項(xiàng)目，凱賽生物10萬噸/年P(guān)A56生產(chǎn)線和4萬噸/年生物法癸二酸項(xiàng)目……
曾經(jīng)，合成尼龍66的關(guān)鍵單體己二腈長期被巴斯夫、英威達(dá)、奧升德等外企壟斷，直到2022年，我國才擁有第一套自主研發(fā)的己二腈生產(chǎn)裝置。
生物基尼龍賽道的出現(xiàn)，提供了一條全新的路徑。
世界級(jí)產(chǎn)業(yè)鏈呼之欲出，彎道超車的新賽道
生物基尼龍產(chǎn)業(yè)方興未艾，國內(nèi)上游原料端的技術(shù)和產(chǎn)能突破，為下游新材料的創(chuàng)新研發(fā)提供了豐沃的土壤。
上游原料端，以凱賽生物為代表的國內(nèi)供應(yīng)商已掌握合成生物基尼龍56關(guān)鍵原料長鏈二元酸的制備工藝，尼龍56有望替代尼龍66，可繞開海外對(duì)中國企業(yè)己二腈原料的供應(yīng)限制。
下游新材料端，2022年長塑實(shí)業(yè)開發(fā)出生物基雙向拉伸聚酰胺薄膜BiOPA®，成為全球少數(shù)具備這項(xiàng)技術(shù)的企業(yè)。該款功能性薄膜兼具低碳排和高性能的特點(diǎn)，通過TUV一星認(rèn)證，生物基含量20%-40%，在日化、工業(yè)品、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
此外，我國是世界主要的甘蔗、玉米生產(chǎn)國之一，不難發(fā)現(xiàn)，從植物原料供應(yīng)到生物基尼龍聚合技術(shù)再到生物基尼龍薄膜拉伸技術(shù)，中國已經(jīng)悄然形成了一條具備世界競爭力的生物基尼龍產(chǎn)業(yè)鏈。
有專家表示，隨著生物基尼龍產(chǎn)能規(guī)模持續(xù)釋放，它的普及應(yīng)用只是時(shí)間問題。我們認(rèn)為，那些提前著手生物基尼龍產(chǎn)業(yè)布局與研發(fā)投入的企業(yè)，將在新一輪全球產(chǎn)業(yè)變革與競爭中占得先機(jī)。
我國生物基材料的發(fā)展躍上了一個(gè)新的臺(tái)階，產(chǎn)品種類逐漸增加產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，正從科研開發(fā)走向全面產(chǎn)業(yè)化規(guī)模應(yīng)用。
在新能源實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)的彎道超車后，以生物基尼龍為代表的生物基材料有望成為我國下一個(gè)彎道超車的新賽道。
（文章來源：降解塑料專委會(huì)）