2016生物基材料?？蜓?/h1>
2016-11-02 07:06:02翁云宣
生物工程學(xué)報 2016年6期 關(guān)鍵詞：生物
翁云宣
北京工商大學(xué)，北京 100048
2016生物基材料專刊序言
翁云宣
北京工商大學(xué)，北京100048
翁云宣北京工商大學(xué)材料與機(jī)械工程學(xué)院教授，研究方向?yàn)樯锘牧霞敖到馑芰?、塑料環(huán)境與衛(wèi)生安全、塑料制品標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量。目前兼任中國塑協(xié)降解塑料專業(yè)委員會秘書長、全國生物基材料及降解制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會秘書長。建立了以跟蹤材料有機(jī)碳生命蹤跡來評價其降解性能方法包括在堆肥、土壤、水性培養(yǎng)液和高固態(tài)條件下的測試方法，建立了利用碳十四同位素方法來測定生物基含量的方法，建成了國際認(rèn)可、國內(nèi)領(lǐng)先的生物基與降解材料實(shí)驗(yàn)室，在生物降解材料加工與評價方面形成特色優(yōu)勢。牽頭完成了我國生物基材料及降解塑料標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)，推動了產(chǎn)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)與應(yīng)用。
翁云宣. 2016生物基材料?？蜓? 生物工程學(xué)報, 2016, 32(6): 711–714.
Weng YX. Preface for special issue on bio-based materials (2016). Chin J Biotech, 2016, 32(6): 711–714.
生物基材料，是利用谷物、豆科、秸稈、竹木粉等可再生生物質(zhì)為原料制造的新型材料和化學(xué)品等，包括生物合成、生物加工、生物煉制過程獲得的生物醇、有機(jī)酸、烷烴、烯烴等基礎(chǔ)生物基化學(xué)品，也包括生物基塑料、生物基纖維、糖工程產(chǎn)品、生物基橡膠以及生物質(zhì)熱塑性加工得到塑料材料等。生物基材料由于其綠色、環(huán)境友好、資源節(jié)約等特點(diǎn)，正逐步成為引領(lǐng)當(dāng)代世界科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的又一個新的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。本期專刊報道了生物基材料總體發(fā)展情況，介紹了生物基纖維、聚羥基烷酸酯、可生物降解地膜、生物基聚酰胺、蛋白醫(yī)用生物材料、生物基聚氨酯、聚乳酸改性與加工等幾個方面行業(yè)狀況及其研究進(jìn)展。
生物基材料，聚羥基烷酸酯，聚乳酸，生物基聚酰胺，生物基纖維
Chinese Journal of Biotechnology
http://journals.im.ac.cn/cjbcn
June 25，2016，32（6）: 711-714
?2016 Chin J Biotech，All rights reserved
生物基材料，是利用谷物、豆科、秸稈、竹木粉等可再生生物質(zhì)為原料制造的新型材料和化學(xué)品等，包括生物合成、生物加工、生物煉制過程獲得的生物醇、有機(jī)酸、烷烴、烯烴等基礎(chǔ)生物基化學(xué)品，也包括生物基塑料、生物基纖維、糖工程產(chǎn)品、生物基橡膠以及生物質(zhì)熱塑性加工得到的塑料材料等。近年來，隨著國際原油資源的日漸趨緊，生物能源產(chǎn)業(yè)、生物制造產(chǎn)業(yè)已成為全世界的發(fā)展熱點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在動力不斷增強(qiáng)，生物基材料由于其綠色、環(huán)境友好、資源節(jié)約等特點(diǎn)，正逐步成為引領(lǐng)當(dāng)代世界科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的又一個新的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。
目前，全球生物基材料產(chǎn)能已達(dá)3 000萬t以上，每年增長速率超過20%。聚乳酸 (PLA)等生物基材料的成本持續(xù)下降、性能不斷提高，對傳統(tǒng)石化材料的競爭力不斷增強(qiáng)。世界各國紛紛制定相關(guān)法律法規(guī)促進(jìn)它的發(fā)展和使用，生物基材料的應(yīng)用正在從高端功能性材料和醫(yī)用材料領(lǐng)域向大宗工業(yè)材料和生活消費(fèi)品領(lǐng)域轉(zhuǎn)移，在日用塑料制品、化纖服裝、農(nóng)用地膜等方面逐漸實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。
為了將我國生物基材料的總體狀況、各個相關(guān)子行業(yè)情況及其有關(guān)成果等集中地展示，受《生物工程學(xué)報》邀請，推出一期主題為“生物基材料”的?？?，希望可以從產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展，以及生物基纖維、聚羥基烷酸酯、可生物降解地膜、生物基聚酰胺、蛋白醫(yī)用生物材料、生物基聚氨酯、聚乳酸改性與加工等幾個方面系統(tǒng)展示行業(yè)的進(jìn)展情況。
本期專刊中，北京工商大學(xué) (中國塑協(xié)降解塑料專委會秘書處單位) 刁曉倩等按照生物基材料種類，介紹了生物基化學(xué)品、可生物降解生物基塑料、非生物降解生物基塑料等材料產(chǎn)業(yè)和市場現(xiàn)狀。生物基材料產(chǎn)業(yè)正處于由實(shí)驗(yàn)室研發(fā)向工業(yè)化生產(chǎn)和規(guī)?；瘧?yīng)用發(fā)展階段，將逐漸成為工業(yè)化大宗材料，但是在微生物合成菌種、原材料研發(fā)、產(chǎn)品成型加工技術(shù)及裝備、規(guī)?；瘧?yīng)用示范等方面仍需不斷加強(qiáng)。
聚羥基脂肪酸酯 (PHA) 是一類由微生物直接合成高分子聚酯，和聚乳酸 (PLA) 一同被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的兩類生物基高分子材料。清華大學(xué)陳國強(qiáng)教授團(tuán)隊多年以來一直從事聚羥基烷酸酯 (PHA) 的研究，在PHA的生物合成、多樣性等研究領(lǐng)域處于國際領(lǐng)先。尹進(jìn)等通過合成與系統(tǒng)生物學(xué)、藍(lán)水生物技術(shù)等手段整合各種PHA的合成，實(shí)現(xiàn)一種底盤菌、多個代謝途徑、按需合成某一種的PHA低成本生產(chǎn)平臺，最終可能降低PHA的生產(chǎn)成本，從而促進(jìn)不同類型PHA應(yīng)用于不同領(lǐng)域。除了通過生物改性外，還可以對其進(jìn)行化學(xué)和物理改性，來實(shí)現(xiàn)提高PHA性能及降低其成本。北京工商大學(xué)周迎鑫等介紹了各種改性方法，在保留PHA原有生物降解性能的同時，提高它的加工、力學(xué)、熱穩(wěn)定等性能，進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。
地膜覆蓋栽培技術(shù)在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)中發(fā)揮巨大作用，我國地膜覆蓋使用量140萬t/年以上，但由于其使用后不能生物降解，我國農(nóng)田每年會新增20萬–30萬t的殘留農(nóng)膜，多年累積后造成土地板結(jié)、農(nóng)作物減產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境破壞，合理利用新型生物降解地膜已成為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新需求。以聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)、聚丁二酸丁二酯 (PBS)、聚羥基烷酸酯 (PHA)、聚乳酸 (PLA) 等生物聚酯材料制備的地膜，具有可生物降解的優(yōu)點(diǎn)，引起了農(nóng)業(yè)應(yīng)用部門的高度關(guān)注。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所嚴(yán)昌榮研究員等，在執(zhí)行農(nóng)業(yè)部可降解地膜區(qū)域評價技術(shù)支撐、示范和地膜回收利用技術(shù)項(xiàng)目研究中發(fā)現(xiàn)，生物降解地膜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有極好效果，是解決地膜殘留污染問題的重要途徑，潛力巨大，但同時生物降解地膜需要進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低產(chǎn)品成本，與其配套的農(nóng)藝技術(shù)和措施也需要改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)生物降解地膜產(chǎn)品與農(nóng)藝技術(shù)緊密結(jié)合，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。
非生物降解的生物基塑料中發(fā)展較快的幾種材料主要為生物基聚乙烯 (BioPE)、生物基聚對苯二甲酸乙二酯 (BioPET)、生物基聚酰胺(俗稱生物尼龍，BioPA)。BioPE和BioPET主要生產(chǎn)國為巴西和美國，預(yù)計至2020年這兩種材料的產(chǎn)量將超過500萬t/年。BioPA的研發(fā)與中試不僅吸引了杜邦、巴斯夫、阿科瑪、DSM等傳統(tǒng)化工巨頭，也包括Rennovia這樣專注于研發(fā)BioPA的公司，我國廣州金發(fā)公司等單位的BioPA也已規(guī)模化生產(chǎn)，鄭州大學(xué)等科研單位的技術(shù)也正準(zhǔn)備中試，據(jù)預(yù)測，到2022年，全球BioPA的產(chǎn)量將達(dá)到100萬t以上。在本專刊中，鄭州大學(xué)黃正強(qiáng)等還較為詳細(xì)地介紹了BioPA國內(nèi)外研究技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展，以及我國在BioPA的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面同美國、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家相比還存在一定差距，主要表現(xiàn)在技術(shù)不夠成熟，需要加強(qiáng)原料的研發(fā)，并在生物催化、產(chǎn)品純化等方面加大研發(fā)投入力度。
生物基化學(xué)纖維，是生物基材料一個大的應(yīng)用方向，是我國戰(zhàn)略性新興材料產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。根據(jù)原料來源與纖維加工工藝不同，生物基化學(xué)纖維可分為生物基新型纖維素纖維、生物基合成纖維、海洋生物基纖維和生物蛋白纖維四大類。中國化纖維協(xié)會生物基纖維專委會李增俊秘書長，分別描述了以上4種生物基纖維的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，分析了制約行業(yè)快速發(fā)展的諸多問題，并給出了實(shí)現(xiàn)2020年消費(fèi)量100萬t/年以上目標(biāo)的建議與措施。以生物基塑料聚乳酸為原料，可分別通過熔融紡絲、溶液紡絲、靜電紡絲工藝獲得乳絲，用于生物醫(yī)藥、服裝、裝飾、包裝等領(lǐng)域。同濟(jì)大學(xué)任杰等以聚乳酸為基材的無紡布和底膜，成功應(yīng)用于衛(wèi)生巾，產(chǎn)品具有透氣、親膚、抑菌、干爽等特性。
生物基材料加工適應(yīng)性及其成本，是決定產(chǎn)業(yè)發(fā)展快慢的主要因素。由于目前各類生物基材料普遍存在價格高、性能適用性窄等缺陷，因此需要對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男詠硗卣蛊鋺?yīng)用領(lǐng)域。中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所陳泉等，用蛋白A親和層析法純化單克隆抗體工藝的優(yōu)化技術(shù)，可有效集成至當(dāng)前主流抗體純化平臺，具有良好的大規(guī)模應(yīng)用價值。浙江萬里學(xué)院楊椏楠等將鱉源膠原蛋白提取純化后，用于止血材料及創(chuàng)傷愈合敷料等生物醫(yī)藥材料，具有較高的應(yīng)用價值。中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所石朔等通過聚乳酸二元醇和聚乳酸-聚己內(nèi)酯共聚物二元醇與六亞甲基二異氰酸酯 (HDI) 三聚體交聯(lián)反應(yīng)，合成獲得了無毒、可降解的生物基熱固性聚氨酯(Bio-PUs)，可用于生物醫(yī)學(xué)材料。北京工商大學(xué)劉志陽和楊楠等，在成核劑、增塑劑對聚乳酸改性及其應(yīng)用方面也作了深入的研究。
總之，我國生物基材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，產(chǎn)品種類速增，產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性增強(qiáng)。生物基材料，己被納入《中國制造2025》新材料領(lǐng)域，成為國家大力發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)；2014年國家發(fā)改委、財政部啟動了生物基材料重大專項(xiàng)，支持包括天津、山東、河南、深圳、吉林長春、湖北武漢在內(nèi)的全國6個省市的生物基材料產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)和示范應(yīng)用；吉林、江蘇等地也已率先開啟“禁塑令”、“循環(huán)經(jīng)濟(jì)條例”等支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有關(guān)政策；生物基材料正在成為產(chǎn)業(yè)投資的熱點(diǎn)，顯示出了強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭。
(本文責(zé)編郝麗芳)
May 9, 2016
Yunxuan Weng. Tel: +86-10-68985563; Fax: +86-10-68985371; E-mail: wyxuan@th.btbu.edu.cn
Preface for special issue on bio-based materials (2016)
Yunxuan Weng
Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China
Bio-based materials are new materials or chemicals with renewable biomass as raw materials such as grain, legume, straw, bamboo and wood powder. This class of materials includes bio-based polymer, biobased fiber, glycotechnology products, biobased rubber and plastics produced by biomass thermoplastic processing and basic biobased chemicals, for instance, bio-alcohols, organic acids, alkanes, and alkenes, obtained by bio-synthesis, bio-processing and bio-refinery. Owing to its environmental friendly and resource conservation, bio-based materials are becoming a new dominant industry taking the lead in the world scientific and technological innovation and economic development. An overview of bio-based materials development is reported in this special issue, and the industrial status and research progress of the following aspects, including biobased fiber, polyhydroxyalkanoates, biodegradable mulching film, bio-based polyamide, protein based biomedical materials, bio-based polyurethane, and modification and processing of poly(lactic acid), are introduced.
bio-based materials, polyhydroxyalkanoates, poly(lactic acid), bio-based polyamide, bio-based fiber
10.13345/j.cjb.160192
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翁云宣
北京工商大學(xué)，北京 100048
2016生物基材料專刊序言
翁云宣
北京工商大學(xué)，北京100048
翁云宣北京工商大學(xué)材料與機(jī)械工程學(xué)院教授，研究方向?yàn)樯锘牧霞敖到馑芰?、塑料環(huán)境與衛(wèi)生安全、塑料制品標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量。目前兼任中國塑協(xié)降解塑料專業(yè)委員會秘書長、全國生物基材料及降解制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會秘書長。建立了以跟蹤材料有機(jī)碳生命蹤跡來評價其降解性能方法包括在堆肥、土壤、水性培養(yǎng)液和高固態(tài)條件下的測試方法，建立了利用碳十四同位素方法來測定生物基含量的方法，建成了國際認(rèn)可、國內(nèi)領(lǐng)先的生物基與降解材料實(shí)驗(yàn)室，在生物降解材料加工與評價方面形成特色優(yōu)勢。牽頭完成了我國生物基材料及降解塑料標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)，推動了產(chǎn)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)與應(yīng)用。
翁云宣. 2016生物基材料?？蜓? 生物工程學(xué)報, 2016, 32(6): 711–714.
Weng YX. Preface for special issue on bio-based materials (2016). Chin J Biotech, 2016, 32(6): 711–714.
生物基材料，是利用谷物、豆科、秸稈、竹木粉等可再生生物質(zhì)為原料制造的新型材料和化學(xué)品等，包括生物合成、生物加工、生物煉制過程獲得的生物醇、有機(jī)酸、烷烴、烯烴等基礎(chǔ)生物基化學(xué)品，也包括生物基塑料、生物基纖維、糖工程產(chǎn)品、生物基橡膠以及生物質(zhì)熱塑性加工得到塑料材料等。生物基材料由于其綠色、環(huán)境友好、資源節(jié)約等特點(diǎn)，正逐步成為引領(lǐng)當(dāng)代世界科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的又一個新的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。本期專刊報道了生物基材料總體發(fā)展情況，介紹了生物基纖維、聚羥基烷酸酯、可生物降解地膜、生物基聚酰胺、蛋白醫(yī)用生物材料、生物基聚氨酯、聚乳酸改性與加工等幾個方面行業(yè)狀況及其研究進(jìn)展。
生物基材料，聚羥基烷酸酯，聚乳酸，生物基聚酰胺，生物基纖維
Chinese Journal of Biotechnology
http://journals.im.ac.cn/cjbcn
June 25，2016，32（6）: 711-714
?2016 Chin J Biotech，All rights reserved
生物基材料，是利用谷物、豆科、秸稈、竹木粉等可再生生物質(zhì)為原料制造的新型材料和化學(xué)品等，包括生物合成、生物加工、生物煉制過程獲得的生物醇、有機(jī)酸、烷烴、烯烴等基礎(chǔ)生物基化學(xué)品，也包括生物基塑料、生物基纖維、糖工程產(chǎn)品、生物基橡膠以及生物質(zhì)熱塑性加工得到的塑料材料等。近年來，隨著國際原油資源的日漸趨緊，生物能源產(chǎn)業(yè)、生物制造產(chǎn)業(yè)已成為全世界的發(fā)展熱點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在動力不斷增強(qiáng)，生物基材料由于其綠色、環(huán)境友好、資源節(jié)約等特點(diǎn)，正逐步成為引領(lǐng)當(dāng)代世界科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的又一個新的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。
目前，全球生物基材料產(chǎn)能已達(dá)3 000萬t以上，每年增長速率超過20%。聚乳酸 (PLA)等生物基材料的成本持續(xù)下降、性能不斷提高，對傳統(tǒng)石化材料的競爭力不斷增強(qiáng)。世界各國紛紛制定相關(guān)法律法規(guī)促進(jìn)它的發(fā)展和使用，生物基材料的應(yīng)用正在從高端功能性材料和醫(yī)用材料領(lǐng)域向大宗工業(yè)材料和生活消費(fèi)品領(lǐng)域轉(zhuǎn)移，在日用塑料制品、化纖服裝、農(nóng)用地膜等方面逐漸實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。
為了將我國生物基材料的總體狀況、各個相關(guān)子行業(yè)情況及其有關(guān)成果等集中地展示，受《生物工程學(xué)報》邀請，推出一期主題為“生物基材料”的?？?，希望可以從產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展，以及生物基纖維、聚羥基烷酸酯、可生物降解地膜、生物基聚酰胺、蛋白醫(yī)用生物材料、生物基聚氨酯、聚乳酸改性與加工等幾個方面系統(tǒng)展示行業(yè)的進(jìn)展情況。
本期專刊中，北京工商大學(xué) (中國塑協(xié)降解塑料專委會秘書處單位) 刁曉倩等按照生物基材料種類，介紹了生物基化學(xué)品、可生物降解生物基塑料、非生物降解生物基塑料等材料產(chǎn)業(yè)和市場現(xiàn)狀。生物基材料產(chǎn)業(yè)正處于由實(shí)驗(yàn)室研發(fā)向工業(yè)化生產(chǎn)和規(guī)?；瘧?yīng)用發(fā)展階段，將逐漸成為工業(yè)化大宗材料，但是在微生物合成菌種、原材料研發(fā)、產(chǎn)品成型加工技術(shù)及裝備、規(guī)?；瘧?yīng)用示范等方面仍需不斷加強(qiáng)。
聚羥基脂肪酸酯 (PHA) 是一類由微生物直接合成高分子聚酯，和聚乳酸 (PLA) 一同被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的兩類生物基高分子材料。清華大學(xué)陳國強(qiáng)教授團(tuán)隊多年以來一直從事聚羥基烷酸酯 (PHA) 的研究，在PHA的生物合成、多樣性等研究領(lǐng)域處于國際領(lǐng)先。尹進(jìn)等通過合成與系統(tǒng)生物學(xué)、藍(lán)水生物技術(shù)等手段整合各種PHA的合成，實(shí)現(xiàn)一種底盤菌、多個代謝途徑、按需合成某一種的PHA低成本生產(chǎn)平臺，最終可能降低PHA的生產(chǎn)成本，從而促進(jìn)不同類型PHA應(yīng)用于不同領(lǐng)域。除了通過生物改性外，還可以對其進(jìn)行化學(xué)和物理改性，來實(shí)現(xiàn)提高PHA性能及降低其成本。北京工商大學(xué)周迎鑫等介紹了各種改性方法，在保留PHA原有生物降解性能的同時，提高它的加工、力學(xué)、熱穩(wěn)定等性能，進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。
地膜覆蓋栽培技術(shù)在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)中發(fā)揮巨大作用，我國地膜覆蓋使用量140萬t/年以上，但由于其使用后不能生物降解，我國農(nóng)田每年會新增20萬–30萬t的殘留農(nóng)膜，多年累積后造成土地板結(jié)、農(nóng)作物減產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境破壞，合理利用新型生物降解地膜已成為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新需求。以聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)、聚丁二酸丁二酯 (PBS)、聚羥基烷酸酯 (PHA)、聚乳酸 (PLA) 等生物聚酯材料制備的地膜，具有可生物降解的優(yōu)點(diǎn)，引起了農(nóng)業(yè)應(yīng)用部門的高度關(guān)注。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所嚴(yán)昌榮研究員等，在執(zhí)行農(nóng)業(yè)部可降解地膜區(qū)域評價技術(shù)支撐、示范和地膜回收利用技術(shù)項(xiàng)目研究中發(fā)現(xiàn)，生物降解地膜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有極好效果，是解決地膜殘留污染問題的重要途徑，潛力巨大，但同時生物降解地膜需要進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低產(chǎn)品成本，與其配套的農(nóng)藝技術(shù)和措施也需要改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)生物降解地膜產(chǎn)品與農(nóng)藝技術(shù)緊密結(jié)合，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。
非生物降解的生物基塑料中發(fā)展較快的幾種材料主要為生物基聚乙烯 (BioPE)、生物基聚對苯二甲酸乙二酯 (BioPET)、生物基聚酰胺(俗稱生物尼龍，BioPA)。BioPE和BioPET主要生產(chǎn)國為巴西和美國，預(yù)計至2020年這兩種材料的產(chǎn)量將超過500萬t/年。BioPA的研發(fā)與中試不僅吸引了杜邦、巴斯夫、阿科瑪、DSM等傳統(tǒng)化工巨頭，也包括Rennovia這樣專注于研發(fā)BioPA的公司，我國廣州金發(fā)公司等單位的BioPA也已規(guī)模化生產(chǎn)，鄭州大學(xué)等科研單位的技術(shù)也正準(zhǔn)備中試，據(jù)預(yù)測，到2022年，全球BioPA的產(chǎn)量將達(dá)到100萬t以上。在本專刊中，鄭州大學(xué)黃正強(qiáng)等還較為詳細(xì)地介紹了BioPA國內(nèi)外研究技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展，以及我國在BioPA的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面同美國、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家相比還存在一定差距，主要表現(xiàn)在技術(shù)不夠成熟，需要加強(qiáng)原料的研發(fā)，并在生物催化、產(chǎn)品純化等方面加大研發(fā)投入力度。
生物基化學(xué)纖維，是生物基材料一個大的應(yīng)用方向，是我國戰(zhàn)略性新興材料產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。根據(jù)原料來源與纖維加工工藝不同，生物基化學(xué)纖維可分為生物基新型纖維素纖維、生物基合成纖維、海洋生物基纖維和生物蛋白纖維四大類。中國化纖維協(xié)會生物基纖維專委會李增俊秘書長，分別描述了以上4種生物基纖維的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，分析了制約行業(yè)快速發(fā)展的諸多問題，并給出了實(shí)現(xiàn)2020年消費(fèi)量100萬t/年以上目標(biāo)的建議與措施。以生物基塑料聚乳酸為原料，可分別通過熔融紡絲、溶液紡絲、靜電紡絲工藝獲得乳絲，用于生物醫(yī)藥、服裝、裝飾、包裝等領(lǐng)域。同濟(jì)大學(xué)任杰等以聚乳酸為基材的無紡布和底膜，成功應(yīng)用于衛(wèi)生巾，產(chǎn)品具有透氣、親膚、抑菌、干爽等特性。
生物基材料加工適應(yīng)性及其成本，是決定產(chǎn)業(yè)發(fā)展快慢的主要因素。由于目前各類生物基材料普遍存在價格高、性能適用性窄等缺陷，因此需要對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男詠硗卣蛊鋺?yīng)用領(lǐng)域。中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所陳泉等，用蛋白A親和層析法純化單克隆抗體工藝的優(yōu)化技術(shù)，可有效集成至當(dāng)前主流抗體純化平臺，具有良好的大規(guī)模應(yīng)用價值。浙江萬里學(xué)院楊椏楠等將鱉源膠原蛋白提取純化后，用于止血材料及創(chuàng)傷愈合敷料等生物醫(yī)藥材料，具有較高的應(yīng)用價值。中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所石朔等通過聚乳酸二元醇和聚乳酸-聚己內(nèi)酯共聚物二元醇與六亞甲基二異氰酸酯 (HDI) 三聚體交聯(lián)反應(yīng)，合成獲得了無毒、可降解的生物基熱固性聚氨酯(Bio-PUs)，可用于生物醫(yī)學(xué)材料。北京工商大學(xué)劉志陽和楊楠等，在成核劑、增塑劑對聚乳酸改性及其應(yīng)用方面也作了深入的研究。
總之，我國生物基材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，產(chǎn)品種類速增，產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性增強(qiáng)。生物基材料，己被納入《中國制造2025》新材料領(lǐng)域，成為國家大力發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)；2014年國家發(fā)改委、財政部啟動了生物基材料重大專項(xiàng)，支持包括天津、山東、河南、深圳、吉林長春、湖北武漢在內(nèi)的全國6個省市的生物基材料產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)和示范應(yīng)用；吉林、江蘇等地也已率先開啟“禁塑令”、“循環(huán)經(jīng)濟(jì)條例”等支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有關(guān)政策；生物基材料正在成為產(chǎn)業(yè)投資的熱點(diǎn)，顯示出了強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭。
(本文責(zé)編郝麗芳)
May 9, 2016
Yunxuan Weng. Tel: +86-10-68985563; Fax: +86-10-68985371; E-mail: wyxuan@th.btbu.edu.cn
Preface for special issue on bio-based materials (2016)
Yunxuan Weng
Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China
Bio-based materials are new materials or chemicals with renewable biomass as raw materials such as grain, legume, straw, bamboo and wood powder. This class of materials includes bio-based polymer, biobased fiber, glycotechnology products, biobased rubber and plastics produced by biomass thermoplastic processing and basic biobased chemicals, for instance, bio-alcohols, organic acids, alkanes, and alkenes, obtained by bio-synthesis, bio-processing and bio-refinery. Owing to its environmental friendly and resource conservation, bio-based materials are becoming a new dominant industry taking the lead in the world scientific and technological innovation and economic development. An overview of bio-based materials development is reported in this special issue, and the industrial status and research progress of the following aspects, including biobased fiber, polyhydroxyalkanoates, biodegradable mulching film, bio-based polyamide, protein based biomedical materials, bio-based polyurethane, and modification and processing of poly(lactic acid), are introduced.
bio-based materials, polyhydroxyalkanoates, poly(lactic acid), bio-based polyamide, bio-based fiber
10.13345/j.cjb.160192
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