2025年，全球生物基聚合物产量预计达到近7百万吨

目前，生物质在食品、能源和燃料等领域已有广泛运用，2020年全球生物质需求已经达到125.4亿吨，但是与涂料相关的聚合物类只占生物质总需求量的0.038%，仅约4.75百万吨。德国Nova机构在一份关于可再生碳的公开报告中表明，在未来几年内，预计全球的生物基聚合物产量将持续增长，在2025年可达到6百万吨以上，接近7百万吨，这意味着与聚合物产业密切相关的生物基涂料将会有所增长，其中生物基环氧树脂增长尤为突出，在生物基聚合中占比最大。基于生物基材料在涂料领域的应用仍处早期萌芽阶段，生物基涂料目前还主要集中在生物基乳液内墙涂料这一细分领域涂料在线coatingol.com。在环保可持续的时代大背景下，未来，无论是生物基材料在涂料领域的应用拓展，还是生物基涂料品类的延展相信都大有可为。01 生物基材料的定义根据GB/T 29649-2013，生物基材料是指利用生物质为原料制造的新型材料和化学品等，包括生物基塑料、生物基化学品、糖工程产品、以及以可再生生物资源如谷物、豆科、棉花及秸秆和木质纤维素等生物质为原料或其与塑料复合的材料等。生物基材料区别于用煤、石油等不可再生石化资源为原料生产的传统化工材料产品，其具有原料可再生、减少碳排放、节约能源等特性，部分品类还具有良好的生物可降解性，是国际新材料产业发展的重要方向。展望未来，生物基材料有望在部分应用领域逐步替代传统石油基材料，成为引领科技创新和经济发展的新型产业，并作为绿色低碳发展的主要途径及低碳经济增长的亮点。目前，常见的生物基材料是以谷物、豆科、秸秆、竹木粉等可再生生物质通过生物转化获得生物高分子材料或单体，然后进一步聚合形成的环境友好的化工产品和绿色能源等高分子材料，如包括沼气、燃料乙醇、生物柴油和生物塑料等。此外，生物基材料还可以经由生物制造、生物合成方法等设计或改造的生物系统产生和获得。02 生物基材料分类按产品属性分类，生物基材料可分为生物基聚合物、生物基塑料、生物基化学纤维、生物基橡胶、生物基涂料、生物基材料助剂、生物基复合材料及各类生物基材料制得的制品等。其中，生物基可降解材料具有传统石油基塑料等高分子材料不具备的绿色、环境友好、原料可再生以及可生物降解的特性；生物基纤维已广泛应用于时装、家居、户外及工业领域，正逐步走向工业规模化实际应用和产业化阶段；生物基塑料产品在包装材料、一次性餐具及购物袋、婴儿纸尿裤、农地膜、纺织材料等领域获得较好地应用，并被市场普遍认可与接受。按常见产品形式分类，生物基材料主要可分为五大类：生物基平台化合物、生物基塑料、多糖类生物基材料、氨基酸类生物基材料、木塑复合材料。其中，生物基平台化合物即聚合成原材料高分子的化学单体，如乳酸，1,3-丙二醇等；生物基塑料是目前应用最广泛、研究较深入的生物基材料，代表产品有聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯等。03 生物基涂料生物基涂料与传统的石油基材料相比，主要来源于植物，减少了二氧化碳的排放以及对石油的依赖，同时它的生产过程更加绿色，符合人们对于环保和可持续发展的追求。其中，团标T/CSTM 00447-2021对生物基乳液内墙涂料的定义为，是指以生物基乳液作为主要成膜物质，与颜料、体质颜料及各种助剂配制而成的内墙涂料，包括底漆和面漆，生物基碳含量：≥ 20%。团标指出，生物基乳液是指以松香、亚麻油、桐油、蓖麻油、植物油、玉米淀粉、木薯淀粉、糖等天然植物原料为起始原料，通过生物或化学转化得到可聚合的单体并使用乳液聚合而成的以水为分散介质的乳液。科学家及学者认识到植物油脂是可再生资源，研发植物油涂料会是今后的发展方向。扩大涂料用非食用油的来源，在国内有很大的潜力。此外，根据油脂和醇酸树脂分子结构的特点，可以用酚醛、氨基、环氧、丙烯酸、聚氨酯、有机硅，氟树脂、烃类树脂、天然树脂等多种途径，对其改性，以提高涂料的物化特性，使其广泛用于不同行业和不同的领域。生物基重防腐涂料（腰果壳油环氧树脂体系）、水性生物纳米防水涂料、水性生物带锈防锈涂料、生物基防污涂料（用天然防污剂即采用由多种海洋及陆地的动植物中提取防止海生物污损的物质来制造防污涂料）等相继问世。04 生物基助剂的定义生物基助剂是指利用生物质或经由生物制造得到的材料为原料制成的助剂。生物基助剂具备绿色、环保、低毒或无毒、来源可再生等特性，能替代化石基助剂，有效缓解资源短缺，是可持续发展的重要途径之一。参考标准GB/T 39514-2020《生物基材料定义、术语和标识》，可将生物基材料助剂分为生物基增塑剂、生物基阻燃剂、生物基胶黏剂、生物基润滑剂、生物基清洁剂、生物基表面活性剂和生物基其他助剂。05 区别生物可降解材料、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。通常来讲，生物降解高分子材料是指在微生物作用下或在堆肥条件下可降解的高分子聚合物。生物基材料强调的是其生物来源的可再生来源性，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；生物降解材料强调的是生物可降解性，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，且在受控堆肥条件下生物降解，则可以通过关闭生物循环（Biological Cycle）的理念融入循环经济。   本栏目为VIP会员专属，请VIP会员登录后查看详细内容。