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紡織新聞|最新最全生(shēng)物(wù)基紡織産業梳理!這場國内領先的生(shēng)物(wù)基紡織新材料大(dà)會不容錯過時間:2023-07-17 22:00:00 生(shēng)物(wù)基材料定義:利用可再生(shēng)生(shēng)物(wù)質或/和經由生(shēng)物(wù)制造得到的材料 生(shēng)物(wù)基材料(Bio-based Materials)是指利用可再生(shēng)生(shēng)物(wù)質或(和)經由生(shēng)物(wù)制造得到的原料,通過生(shēng)物(wù)、化學、物(wù)理等手段制造的一(yī)類新型材料,如生(shēng)物(wù)塑料、生(shēng)物(wù)質功能高分(fēn)子材料等。生(shēng)物(wù)基材料區别于用煤、石油等不可再生(shēng)石化資(zī)源爲原料生(shēng)産的傳統化工(gōng)材料産品, 其具有原料可再生(shēng)、減少碳排放(fàng)、節約能源等特性,部分(fēn)品類還具有良好的生(shēng)物(wù)可降解性,是國際新材料産業發展的重要方向。展望未來,生(shēng)物(wù)基材料有望在部分(fēn)應用領域逐步替代傳統石油基材 料,成爲引領科技創新和經濟發展的新型産業,并作爲綠色低碳發展的主要途徑及低碳經濟增長的亮點。 目前,常見的生(shēng)物(wù)基材料是以谷物(wù)、豆科、稭稈、竹木粉等可再生(shēng)生(shēng)物(wù)質通過生(shēng)物(wù)轉化獲得生(shēng)物(wù)高分(fēn)子材料或單體(tǐ),然後進一(yī)步聚合形成的環境友好的化工(gōng)産品和綠色能源等高分(fēn)子材料,如包括沼氣、燃料乙醇、生(shēng)物(wù)柴油和生(shēng)物(wù)塑料等。此外(wài),生(shēng)物(wù)基材料還可以經由生(shēng)物(wù)制造、生(shēng)物(wù)合成方法等設計或改造的生(shēng)物(wù)系統産生(shēng)和獲得。 生(shēng)物(wù)基材料分(fēn)類:生(shēng)物(wù)基材料品類及細分(fēn)材料衆多 按産品屬性分(fēn)類,生(shēng)物(wù)基材料可分(fēn)爲生(shēng)物(wù)基聚合物(wù)、生(shēng)物(wù)基塑料、生(shēng)物(wù)基化學纖維、生(shēng)物(wù)基橡膠、生(shēng)物(wù)基塗料、生(shēng)物(wù)基材料助劑、生(shēng)物(wù)基 複合材料及各類生(shēng)物(wù)基材料制得的制品等。其中(zhōng) , 生(shēng)物(wù)基可降解材料具有傳統石油基塑料等高分(fēn)子材料不具備的綠色、環境友好、原料可再生(shēng)以及可生(shēng)物(wù)降解的特性 ;生(shēng)物(wù)基纖維已廣 泛應用于時裝、家居、戶外(wài)及工(gōng)業領域,正逐步走向工(gōng)業規模化實際應用和産業化階 段 ;生(shēng)物(wù)基塑料産品在包裝材料、一(yī)次性餐具及購物(wù)袋、嬰兒紙(zhǐ)尿褲、農地膜、紡織材料等領域獲得較好的應用,并被市場普遍認可與接受。 按常見産品形式,生(shēng)物(wù)基材料主要可分(fēn)爲五大(dà)類:生(shēng)物(wù)基平台化合物(wù)、生(shēng)物(wù)基塑料、多糖類生(shēng)物(wù)基材料、氨基酸類生(shēng)物(wù)基材料、木塑複合材料。其中(zhōng),生(shēng)物(wù)基平台化合物(wù)即聚合成原材料高分(fēn)子的化學單體(tǐ),如乳酸,1,3-丙二醇等;生(shēng)物(wù)基塑料是目前應用最廣泛、研究較深入的生(shēng)物(wù)基材料,代表産品有聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯等。 生(shēng)物(wù)基塑料及聚合物(wù)行業 生(shēng)物(wù)基塑料:應用領域主要爲包裝和消費(fèi)品、紡織品等 聚合物(wù)是由一(yī)種或幾種結構單元通過共價鍵連接起來的分(fēn)子量很高的化合物(wù),塑料是聚合物(wù)的一(yī)種。根據來源不同,聚合物(wù)可分(fēn)爲生(shēng)物(wù)基聚合物(wù)、化石基聚合物(wù)等。生(shēng)物(wù)基聚合物(wù)種類繁多,多數化石基聚合物(wù)都有其對應或類似的生(shēng)物(wù)基産品。由于以生(shēng)物(wù)質作爲來源的生(shēng)物(wù)基塑料相比石油基塑料更具減碳和可再生(shēng)優勢,生(shēng)物(wù)基塑料的需求正在不斷擴張。目前,生(shēng)物(wù)基高分(fēn)子材料已經得到一(yī)定程度的發展;但是,相比于傳統的高分(fēn)子材料,生(shēng)物(wù)基來源的産品産量還較小(xiǎo)、品種還較單一(yī),且在部分(fēn)使用性能上還暫時不能完全替代石油基産品。 生(shēng)物(wù)基塑料的應用遍及工(gōng)業與生(shēng)活的各領域,目前包裝和消費(fèi)品、紡織品是其最主要的應用領域。按照是否可被生(shēng)物(wù)降解,可将生(shēng)物(wù)基塑料劃分(fēn)爲可降解生(shēng)物(wù)基塑料和不可降解生(shēng)物(wù)基塑料。根據European Bioplastics(歐洲生(shēng)物(wù)塑料協會)數據,全球生(shēng)物(wù)基塑料約占每年生(shēng)産的塑料中(zhōng)的1%。2020 年,全球生(shēng)物(wù)基塑料産能達211.1萬噸,其中(zhōng)可生(shēng)物(wù)降解塑料的産能爲122.7萬噸,不可生(shēng)物(wù)降解産能爲88.4萬噸。截至2021年末,亞洲共計擁有全球49.9%的生(shēng)物(wù)基塑料産能。 生(shēng)物(wù)基聚合物(wù)分(fēn)類:可分(fēn)爲生(shēng)物(wù)可降解與生(shēng)物(wù)不可降解生(shēng)物(wù)基材料 按照可生(shēng)物(wù)降解與否,可将生(shēng)物(wù)基塑料劃分(fēn)爲可降解生(shēng)物(wù)基塑料和不可降解生(shēng)物(wù)基塑料。2020年,全球生(shēng)物(wù)基塑料産能達211.1萬噸,其中(zhōng)可生(shēng)物(wù)降解塑料的産能爲122.7萬噸,主要是PLA和澱粉基塑料,各占比32%;不可生(shēng)物(wù)降解産能 爲88.4萬噸,其中(zhōng)PA(聚酰胺)和PE(聚乙烯)占比最大(dà), 分(fēn)别爲28%和25%。随着各國環保要求趨嚴和環保産業的發展,生(shēng)物(wù)基塑料産能中(zhōng)可降解塑料的比例将進一(yī)步提升。 生(shēng)物(wù)基材料概念:區别生(shēng)物(wù)可降解材料、生(shēng)物(wù)材料概念 生(shēng)物(wù)基材料(Bio-based Materials)和生(shēng)物(wù)降解材料(Biodegradable Materials)是完全不同的概念。通常來講,生(shēng)物(wù)降解高分(fēn)子材料是指在微生(shēng)物(wù)作 用下(xià)或在堆肥條件下(xià)可降解的高分(fēn)子聚合物(wù)。生(shēng)物(wù)基材料強調的是其生(shēng)物(wù)來源的可再生(shēng)來源性,它既可以是生(shēng)物(wù)可降解的高分(fēn)子如聚乳酸(PLA),也可以是生(shēng)物(wù)不可降解的高分(fēn)子如生(shēng)物(wù)基聚乙烯;而生(shēng)物(wù)降解材料強調的是生(shēng)物(wù)可降解性,它既可以是生(shēng)物(wù)可降解的高分(fēn)子如聚乳酸(PLA),也可以是石油基高分(fēn)子材料(Petroleum-based Polymers)PBS和PBAT。生(shēng)物(wù)可降解塑料如果使用生(shēng)物(wù)原料,且在受控堆肥條件下(xià)生(shēng)物(wù)降解,則可以通過關閉生(shēng)物(wù)循環(Biological Cycle)的理念融入循環經濟。 生(shēng)物(wù)基材料(Bio-based Materials)和生(shēng)物(wù)材料(Biomaterials)是完全不同的概念。生(shēng)物(wù)材料是指用于人體(tǐ)或動物(wù)内組合和器官的診斷、修複或功能增進的一(yī)類材料,可以包括有機材料、無機材料、金屬材料等。 生(shēng)物(wù)基化學纖維簡介 生(shēng)物(wù)基化學纖維是利用農、林、海洋廢棄物(wù)、副産物(wù)加工(gōng)而成,是來源于可再生(shēng)生(shēng)物(wù)質的一(yī)類纖維。生(shēng)物(wù)基化學纖維具有綠色、環 境友好、原料可再生(shēng)以及生(shēng)物(wù)降解等優良特性,有助于解決當前全球經濟社會發展所面臨的資(zī)源和能源短缺、環境污染等問題。生(shēng)物(wù)基化學纖維的發展重點是突破生(shēng)物(wù)基化學纖維産業化關鍵裝備的制造,攻克生(shēng)物(wù)基化學纖維及原料産業化技術瓶頸,實現生(shēng)物(wù)基化學纖維的規模化生(shēng)産,同時進一(yī)步拓展在服裝、家紡和産業用紡織品領域的應用。2015年至2020年,我(wǒ)(wǒ)國化學纖維工(gōng)業總産量由4872萬噸增長至6025萬噸,整體(tǐ)呈上升趨勢。從我(wǒ)(wǒ)國化學纖維産量主要品種構成來看, 滌綸是占比最高的化學纖維。2019年滌綸産量占全國化纖工(gōng)業總産量的比例爲81.53%;其次是粘膠纖維,産量占比爲7.08%。2015年,我(wǒ)(wǒ)國生(shēng)物(wù)基化學纖維的産能約爲19.55萬噸,2019年其産能增至57.98萬噸。 生(shēng)物(wù)基化學纖維分(fēn)類 生(shēng)物(wù)基化學纖維的品種衆多:從生(shēng)物(wù)學的屬性,可分(fēn)爲動物(wù)質纖維、植物(wù)質纖維和微生(shēng)物(wù)質纖維;從産業分(fēn)類,可分(fēn)爲農副産生(shēng)物(wù)質纖維和海副産生(shēng)物(wù)質纖維。根據生(shēng)産過程,生(shēng)物(wù)基纖維可分(fēn)爲三大(dà)類:1)生(shēng)物(wù)基原生(shēng)纖維,經物(wù)理方法加工(gōng)處理成後直接使用的動植物(wù)纖維;2)生(shēng)物(wù)基再生(shēng)纖維,即以天然動植物(wù)爲原料,經過物(wù)理或化學方法制成紡絲溶液,而後通過适當的紡絲工(gōng)藝制備而成的纖維;3)生(shēng)物(wù)基合成纖維,以生(shēng)物(wù)質爲原料,通過化學方法制成高純度單體(tǐ),而後經過聚合反應獲得 高分(fēn)子量的聚合物(wù),再經适當的紡絲工(gōng)藝加工(gōng)成的纖維。 生(shēng)物(wù)基紡織塗料 生(shēng)物(wù)基塗料行業 生(shēng)物(wù)基塗料與傳統的石油基材料相比,主要來源于植物(wù),減少了二氧化碳的排放(fàng)以及對石油的依賴,同時它的生(shēng)産過程更加綠色,符合人們 對于環保和可持續發展的追求。到2024年生(shēng)物(wù)聚合物(wù)塗料的市場規模将超過13億美元。《中(zhōng)國塗料行業“十三五”規劃》指出,到2023年,我(wǒ)(wǒ)國塗料行業總産值預計增長到6900億元左右。而可以預想到的是,得益于嘉寶莉生(shēng)物(wù)基塗料的研發,将會引領更多的塗料企業緻力于環保塗料的研發,提供更多有關環境保護的解決方案,推動經濟社會綠色發展。 研發植物(wù)油塗料等是未來發展趨勢 科學家及學者認識到植物(wù)油脂是可再生(shēng)資(zī)源,研發植物(wù)油塗料是今後的發展方向。擴大(dà)塗料用非食用油的來源,在國内有很大(dà)的潛力,再加上政策支持,生(shēng)物(wù)基塗料發展潛力巨大(dà)。此外(wài),根據油脂和醇酸樹(shù)脂分(fēn)子結構的特點,可以用酚醛、氨基、環氧、丙烯酸、 聚氨酯、有機矽,氟樹(shù)脂、烴類樹(shù)脂、天然樹(shù)脂等多種途徑,對其改性,以提高塗料的物(wù)化特性,使其廣泛用于不同行業和不同的領域。生(shēng)物(wù)基重防腐塗料(腰果殼油環氧樹(shù)脂體(tǐ)系)水性生(shēng)物(wù)納米防水塗料、水性生(shēng)物(wù)帶鏽防鏽塗料、生(shēng)物(wù)基防污塗料(用天然防污劑即采用由多種海洋及陸地的動植物(wù)中(zhōng)提取防止海生(shēng)物(wù)污損的物(wù)質,來制造防污塗料)等相繼問世。 生(shēng)物(wù)基紡織助劑 生(shēng)物(wù)基助劑行業定義 助劑,又(yòu)稱添加劑,是高分(fēn)子材料工(gōng)業中(zhōng)不可缺少的重要組成部分(fēn)。生(shēng)物(wù)基助劑是指利用生(shēng)物(wù)質或經由生(shēng)物(wù)制造得到的材料爲原料制成的助劑。生(shēng)物(wù)基助劑具備綠色、環保、低毒或無毒、來源可再生(shēng)等特性,能替代化石基助劑,有效緩解資(zī)源短缺,是可持續發展的重要途徑之一(yī)。參考标準GB/T 39514-2020《生(shēng)物(wù)基材料定義、術語和标識》,可将生(shēng)物(wù)基材料助劑分(fēn)爲生(shēng)物(wù)基增塑劑、生(shēng)物(wù)基阻燃劑、生(shēng)物(wù)基膠黏劑、生(shēng)物(wù)基潤滑劑、生(shēng)物(wù)基清潔劑、生(shēng)物(wù)基表面活性劑和生(shēng)物(wù)基其他助劑。 生(shēng)物(wù)基增塑劑 增塑劑是一(yī)種添加到高分(fēn)子聚合物(wù)中(zhōng)增加其塑性,優化其加工(gōng)性能,賦予制品柔軟性的有機物(wù)。以鄰苯二甲酸酯爲代表的傳統增塑劑普遍具有易揮發性,當其滲透或遷移出聚合物(wù)後,将使産品喪失柔性,影響産品質量。且鄰苯二甲酸酯類增塑劑普遍具有毒性,危害生(shēng)殖系統并有緻癌風險。 生(shēng)物(wù)基阻燃劑 阻燃劑的作用機理:在材料燃燒時抑制一(yī)種或多種要素的産生(shēng), 達到阻止或減緩燃燒的目的。鹵系阻燃劑在高溫下(xià)會産生(shēng)鹵化氫、二噁英等有毒物(wù)質,對人 體(tǐ)有害。2006 年開(kāi)始,歐美國家開(kāi)始嚴格限制鹵素阻燃劑的 應用。生(shēng)物(wù)基材料可以代替鹵系阻燃劑的原因:生(shēng)物(wù)基材料含碳量高、 具有多羟基結構,具有優異的成炭性能。通常生(shēng)物(wù)質單獨作爲阻燃劑,對PLA的阻燃效果不佳,需要對 其改性或與其他阻燃劑進行複配。但是添加量超過10%,在提 高PLA阻燃性能時,會導緻力學性能的下(xià)降,影響其使用性能。 上一(yī)篇紡織新聞|紡織助劑消泡劑知(zhī)識科普來啦下(xià)一(yī)篇紡織資(zī)訊 |