生物基聚酯與聚酰胺纖維的研發進展

董奎勇， 楊婷婷， 王學利， 何 勇， 俞建勇

(1. 東華大學 材料科學與工程學院， 上海 201620； 2. 中國紡織信息中心， 北京 100020；3. 東華大學 紡織科技創新中心， 上海 201620)

生物基化學纖維及其原料是我國戰略性新興生物基材料產業的重要組成部分。生物基化學纖維原料是以天然動植物為來源，用生物法生產的應用于生產生物基化學纖維的醇、酸、胺等原料。2018年，中國聚酯纖維產量已達4 014萬t，聚酰胺纖維產量達到330萬t，其原料絕大部分來自石油化工產品，因此，利用豐富的生物質資源開發生物基聚酯纖維、聚酰胺纖維，一方面能減輕國內對進口石油的依賴，有助于解決當前經濟社會發展所面臨的資源短缺以及環境污染等問題，對保障我國化纖行業轉型升級與可持續發展具有重要意義；另一方面，能夠豐富產品種類與增加產品功能，改善紡織品的供給結構，有助于滿足消費者日益提高的美好生活需要。

本文詳細梳理了國內外的生物基聚酯與聚酰胺纖維的研發現狀、產能分布、市場需求、技術發展趨勢，指出未來研發思路和目標，以期促進我國化纖產業的轉型升級。

1 國內發展現狀

1.1 國內的生物基聚酯纖維

目前國內實現產業化或正在產業化的生物基聚酯纖維主要為部分生物基聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、生物基聚對苯二甲酸-1,3-丙二醇酯(PTT)纖維及聚乳酸纖維，處于前期基礎研究的主要有聚呋喃二甲酸烷基二醇酯類。

1.1.1 國內的生物基PET纖維

由生物基乙二醇和石化基精對苯二甲酸(PTA)制備部分生物基PET技術已經成熟。國內長春大成集團2007年開發了20萬t生物基乙二醇工業化示范裝置，但其產品純度有待進一步提高。大成集團與泉州海天材料科技股份有限公司共同開發的生物基PET纖維(Socorna?PDT纖維)中乙二醇占整個二醇總質量的97.5%，其他多組分二元醇占2.5%，因而該纖維與傳統PET纖維在性能上存在不少差別[1-2]。

全生物基PET纖維雖然是當今的研發熱門，但是生物基PTA的高效制備技術還遠未建立，全生物基PET纖維的產業化還較為遙遠。

1.1.2 國內的生物基PTT纖維

由1，3-丙二醇制備的生物基PTT是近年來開發的全新聚酯品種[3]。生物基PTT纖維綜合了聚酰胺纖維的柔軟性、聚丙烯腈纖維的蓬松性和聚酯纖維的抗污性，具有本征彈性、優異形態穩定性，主要應用于地毯、時裝、運動服等高端領域，近年來其應用急劇擴大，有望成為大宗化纖原料的主要品種之一。國內張家港美景榮化學工業有限公司和盛虹集團等企業自2010年起與高校合作，逐漸突破了生物基1,3-丙二醇(PDO)的關鍵技術，實現了PDO萬噸級生產；在PTT聚合方面也連續攻關，初步實現了產業化。

1.1.3 國內的聚乳酸纖維

國內主要的聚乳酸(PLA)樹脂生產企業為浙江海正生物材料股份有限公司及同杰良生物材料有限公司。海正生物現有PLA切片產能5 000 t/a，同杰良生物的萬噸級PLA項目于2014年通過驗收。此外，安徽豐原生物化學股份有限公司正在籌建10萬t/a的聚乳酸生產線。

PLA纖維生產方面，恒天長江生物材料有限公司從2007年開始建設萬噸級PLA熔體直紡項目，目前已基本建成。浙江嘉興普利萊新材料有限公司于2008年建成1 000 t/a的PLA長絲生產線；后與河南南樂縣政府合作成立了河南龍都生物科技有限公司，其2萬t/a PLA纖維(8 000 t/a長絲和12 000 t/a短纖)項目于2014年7月試車成功，主要使用進口PLA切片。此外，安徽馬鞍山同杰良生物材料有限公司年產千噸級紡絲生產線于2014年建成、安徽豐原生化2 000 t/a紡絲生產線于2018年建成。

整體而言，我國PLA纖維產業正進入蓬勃發展時期，但當前存在規模不大，應用尚未完全開發等問題。

1.2 國內的生物基聚酰胺纖維

國內重要的生物基聚酰胺(PA)為PA1010及PA56。PA1010是我國獨創的生物基聚酰胺品種，以蓖麻油為原料由上海賽璐珞廠在1958年研制成功[4]，但PA1010主要用作特種工程塑料。

生物基PA56與PA66一樣具有出色的綜合性能，其強度好、耐熱性能優異、耐溶劑性能良好。除此之外，PA56具有奇碳結構，其纖維在吸濕透氣性上與棉花非常相近，具有優異吸濕性能、柔軟舒適性及低溫可染性等特性，因而在高檔舒適性服裝上具有廣闊的應用前景[5]。由于從石化資源高效低成本制備1,5-戊二胺的工藝技術一直未取得突破，石油基1,5-戊二胺一直也未能實現工業化生產。進入21世紀后，隨著生物基1,5-戊二胺的生物制備工藝的初步確立，生物基PA56的實質性研發才逐步展開。國內在2010年前后才啟動PA56相關研究。中國科學院微生物研究所、天津科技大學、南京工業大學各自在戊二胺微生物培養、基因工程和發酵方面有所進展。東華大學在PA56紡絲、纖維復合化功能化及染色等方面有較為深入的研究[6-8]。凱賽生物科技有限公司對生物基1,5-戊二胺和PA56進行了系統研究，實現了生物基1,5-戊二胺和PA56的規模化生產，其5萬t/a生物基1,5-戊二胺及10萬t/a生物基PA56生產基地正在新疆烏蘇建設，處于世界領先地位[5]。

2 國外發展現狀及趨勢

2.1 國外的生物基聚酯纖維

國外重要的生物基聚酯纖維主要有PLA纖維、生物基PET纖維、生物基PTT纖維、聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)纖維以及聚呋喃二甲酸丙二醇酯(PTF)纖維等。

2.1.1 國外的生物基PET纖維

由生物基乙二醇和石化基PTA制備的部分生物基PET全球產能在2014年已經達到60萬t，其最大推手及用戶為飲料巨頭可口可樂公司。該公司于2009年推出基于部分生物基PET(生物基含量30%)的PlantBottle包裝材料，到2016年為止已累計應用于450億件商品的包裝[9]。2012年6月可口可樂與福特汽車、亨氏、耐克和寶潔聯合組建植物基PET技術合作聯盟(PTC)，著重加快開發和利用100%植物基PET材料和纖維[10]。

全生物基PET雖然是當今的研發熱門，但是生物基PTA的高效制備技術還遠未建立。Anellotech公司研發的生物質熱解制芳烴工藝[11]、Virent公司研發的生物基氫解糖類經催化轉化制備對二甲苯(PX)工藝[12]以及Gevo公司開發的生物質異丁醇制芳烴工藝[13]目前都處于驗證、中試階段。

2.1.2 國外的生物基PTT纖維

2014年全球生物基PTT產能已經達到12萬t。美國杜邦公司是生物基PTT研發的先行者，在全球PDO、PTT市場上一家獨大。PTT聚合工藝從酯交換(DMT)法間歇工藝，經直接酯化法(PTA法)3釜連續工藝，發展為5釜連續工藝，年產能也達到10萬t/a，但其產品的紡絲穩定性有待進一步提高，紡絲也主要采用切片紡絲。2009年殼牌公司由于化學法PDO缺乏競爭力終止了其PTT業務。日本東麗公司、旭化成株式會社和帝人公司在PTT紡絲、纖維高性能化和產品開發方面處于優勢地位，各自申請了100件以上的專利并有系列產品推出。

PTT纖維主要用于家用和商用地毯、服裝以及汽車腳墊等，但當前PTT的應用領域有向工程塑料及薄膜方面擴展的趨勢。另外，經20年左右的開發，生物基單體1,3-丙二醇的制備技術已經確立，聚合紡絲等技術基本成熟，PTT制品也廣為人們接受，這為PTT市場的爆發打下了良好基礎。

國外生物基PTT生產重點聚集區為美國、日本及韓國。重點企業有杜邦(Sorona?樹脂)、東麗(T-400復合纖維、Primeflex?面料)、帝人(SOLOTEX?系列纖維及面料)、旭化成、曉星等。

2.1.3 國外的PLA纖維

國外PLA纖維研發起步較早。1962年美國Cyanamid公司紡制出了可生物吸收的PLA醫用縫合線，但由于當時PLA的合成方法還相當落后，難以進行批量生產。1991年，美國Cargill公司開展了以玉米為原料制備乳酸(LA)及PLA的合成技術研究，并進行了PLA纖維中試生產技術的研發，隨后PLA纖維工業才逐漸發展起來。1997年Cargill公司與美國Dow Chemical公司合資組建了聚焦PLA開發的NatureWorks公司。2002年NatureWorks公司建成15萬t/a PLA的生產線，隨后開發了系列商品名為Ingeo?的PLA樹脂，目前已是全球最大的PLA生產商。Total Corbion公司(Total公司與Corbion公司各占50%股份的合資公司)位于泰國的10萬t/a丙交酯及7.5萬t/a PLA生產線于2018年投產，在提供常規PLA的同時，也具備生產聚乳酸立構復合物(SC-PLA)的能力，有望成為全球第二大PLA提供商。日本島津、豐田、三井、東麗等公司在2000年左右也曾有生產PLA樹脂的計劃，但由于聚乳酸應用開發的滯后及需求不足而放棄。

PLA纖維方面，日本鐘紡、尤尼吉卡、東麗、帝人等公司利用NatureWorks公司PLA切片相繼成功開發了PLA長絲、短纖等系列產品，共同促進了PLA纖維工業化的發展。

2.1.4 國外的PEF與PTF

PEF是由呋喃二甲酸(FDCA)及生物基乙二醇制備的一種新型全生物基聚酯，性能與PET相近。Avantium公司自2005年以來一直專注于PEF的研發，2016年與BASF集團成立合資公司Synvina公司以共同推進FDCA的產業化，原本定于2018年實現FDCA的產業化，但由于一些技術難題還未解決已將投產日期推遲到2020年。

2018年5月杜邦和ADM公司合作在伊利諾伊州建成了60 t/a的呋喃二甲酸二甲酯(FDME)的試驗線。FDME由果糖脫水制成，杜邦計劃與自產的生物基丙二醇聚合制備PTF。PTF性能也類似于PET，但密度更小，可以替代傳統PET應用于包裝材料及纖維。

2.2 國外的生物基聚酰胺纖維

國外的生物基聚酰胺目前已商業化的有PA11、PA1010、PA610等，但由于成本高、作為纖維與PA6纖維相比并無特殊優勢，因而基本上作為特種塑料使用，在纖維領域鮮有應用。正在研發中的有生物基聚酰胺PA66、PA6和PA56等。生物基PA66、PA6分別與傳統PA66、PA6分子結構上一致，性能也完全相同，將來有大規模應用于紡織的可能，但其生物基單體的工業化還遙遙無期。

國際上東麗、三菱、巴斯夫、羅地亞等跨國巨頭從2000年左右開始對生物基1,5-戊二胺、PA56進行了持續不斷的研發，但目前都處于開發階段，還沒有實現規模化生產。

3 市場需求及技術趨勢

3.1 市場需求

依據nova-Insitute機構2018年5月發布的調查報告[14]，2011—2022年主要生物基聚酯樹脂及聚酰胺樹脂的市場規模如表1所示。從中可看到2017年到2022年PLA、生物基PET、PTT及PA樹脂的全球市場規模。其中，PLA預計增長最顯著。此外，PEF預計接下來的幾年發展迅猛，到2022年會形成7萬t左右的市場規模。需要說明的是，調查報告中生物基樹脂的市場規模包括纖維、塑料及薄膜在內各應用領域的需求總量。除PTT樹脂基本用于纖維以外，PLA中只有部分用于纖維，生物基PET則基本用于包裝，生物基PA(PA1010、PA11、PA610等)基本用于工程塑料。

表1 2011—2022年主要生物基聚酯樹脂及聚酰胺樹脂的市場規模Tab.1 Market size of major bio-based polyester resins and polyamide resins from 2011 to 2022 萬t

3.2 技術趨勢

3.2.1 生物基PET

由生物基乙二醇制備的部分生物基PET主要由飲料巨頭可口可樂公司等推動，目前技術已經成熟但產品基本應用于飲料包裝。當前生物基PET的研發重心已向全生物基PET、特別是向生物基PTA、生物基PX轉移。

Anellotech公司開發了生物質熱解制備芳烴(苯、甲苯及PX)工藝，其技術核心為生物質的催化快速熱解技術Bio-TCatTM(如圖1[11]所示)。經過近10年的發展，Anellotech在生物基PX領域已經申請PCT專利10件[15-24]。在戰略伙伴日本三得利、豐田通商等巨頭的資助下，Anellotech公司于2016年建成了中試驗證裝置TCat-8?，在2018年3月宣布成功連續運行2周。

Virent公司用糖類，經水相重整制備烴類化合物，再經進一步芳香化重整制備生物基PX，開發的氫解糖類經催化轉化制備對二甲苯(PX)工藝，如圖2所示[12]。目前已經申請生物基PX相關核心專利5件[25-29]。Virent公司2016年與特索羅、東麗、莊信萬豐和可口可樂結成戰略同盟致力于其生物基PX制備技術的升級及放大。

Gevo公司主要生產生物基乙醇和生物基丁醇。其在明尼蘇達州Luverne工廠的生物基乙醇、生物基異丁醇年產量分別約為7.57×107、5.68×106L。在德克薩斯州Silsbee工廠將生物基醇轉化為包括PX在內烴類化合物[13]。Gevo公司已申請生物基PX專利5項[30-34]，也與可口可樂公司及東麗公司等合作致力于生物基PX及生物基PET的開發及擴產，但目前其生物基異丁醇制芳烴工藝處于中試階段。

3.2.2 生物基PTT

圖3示出全球各年度PTT相關公開文獻(含專利及論文)數量。

可看出全球與PTT相關的公開文獻、公開專利數量的歷年推移高度重合，公開專利數量占公開文獻總量的八成以上。二者的數量從1998年急劇增加，到2003年超過300件，隨后的14年也一直保持在高位，表明PTT的技術開發自1998年啟動以來一直處于非常活躍的狀態。

表2示出PTT領域全球主要開發機構的公開專利數量。

表2 PTT領域全球主要開發機構的公開專利數量Tab.2 Number of public patents of major development companies and universities in PTT field

注：數據來源于SciFinder。

可看出PTT開發主體主要為大型纖維企業，國際上主要有東麗公司、旭化成株式會社、杜邦公司、帝人公司、東洋紡公司、曉星公司，國內主要有盛虹集團、恒力集團及蘇州龍杰特種纖維股份有限公司，這說明PTT纖維的應用開發主要面向纖維領域。同時，從表2也可發現SABIC、杰事杰、GE、寶理塑料、三菱樹脂等工程塑料企業已在PTT領域發力，結合杜邦公司已推出PTT工程塑料，揭示PTT在工程塑料領域的應用拓展已具備良好基礎。另外，從地域上分析，可以看到這些企業主要來自美國、日本、中國及韓國。

表3示出PTT領域各語種的公開專利數。可看出公開專利所用語言主要為日文、中文、英文及韓文，這與表2中的主要企業的國別為日本、中國、美國及韓國相契合。

2000年杜邦公司與杰能科公司開發了利用基因工程生物酶從葡萄糖制備PDO的生物工藝，4年后與泰特利樂公司合作實現了生物基PDO的產業化，目前年產能約為9萬t/a。其PTT聚合年產能也達到10萬t/a，但其產品的紡絲穩定性有待進一步提高。日本東麗公司、旭化成株式會社和帝人公司在PTT紡絲、纖維高性能化和產品開發方面處于優勢地位，各自申請了100件以上的專利并有系列產品推出。

表3 PTT領域全球各語種公開專利的數量Tab.3 Number of public patents in various languages in PTT field

注：數據來源于SciFinder。

東華大學作為國內最早的PTT研究單位，自1998年以來在PTT的聚合、紡絲、纖維復合化功能化、織造和染整等方面進行了全方位的研究，已發表論文200多篇，公開專利50件。自2010年起，國內張家港美景榮化學工業有限公司和盛虹集團等企業與高校合作，逐漸突破了生物基PDO的關鍵技術，實現了PDO萬噸級生產；在PTT聚合方面也連續攻關，初步實現了產業化，但是聚合的穩定性及PTT品質等方面還有待提高。總后軍需裝備研究所在復合紡絲及面料方面也作了大量工作。

2016以來，從國際情況來看，杜邦公司除了PTT聚合生產及纖維開發以外，主要著力于PTT在工程塑料上應用，推出了Sorona EPTM，目標市場為汽車零部件；另外杜邦公司也與帝人集團合作一起開發PTT薄膜。東麗公司則在持續開發PTT復合纖維的應用。一方面在擴大T-400復合纖維的生產與銷售；另一方面在推廣其Primeflex?彈性面料。帝人集團通過子公司帝人富瑞特公司在加速其PTT纖維及面料的開發和推廣，2016年成功開發出超輕量高反彈性新型膨松纖維SOLOTEX?RC，2017年則推出新型蓄熱保溫面料SOLOTEX?THERMO，如圖4[35]所示。

另外，帝人集團還通過與杜邦合資公司杜邦帝人薄膜公司加快PTT薄膜的開發。韓國BBC公司在開發PTT單絲，主要用于牙刷。韓國SK集團在PTT連續聚合、PTT組合物方面加速開發。LG化學、SABIC公司也在致力于PTT在工程塑料領域的應用開發。總之，國際市場上PTT發展趨勢為持續強化在纖維及面料上的開發及應用，同時PTT在工程塑料及薄膜領域的開發及應用也已經啟動；至于PTT樹脂的聚合生產，杜邦公司近幾年沒有擴產的報道，也沒有其他國外公司的加入。

自2016年以來，在PTT領域公開的中國專利高達222件，在全球位列第一，見表4。國內PTT行業龍頭企業盛虹集團、張家港美景榮在現有生物基單體制備、聚合、紡絲的良好研發基礎上，利用我國在聚合、紡絲工程技術上的突出優勢，正在攻克大容量連續聚合、熔體直紡等關鍵技術，有望2～3年實現我國生物基PTT纖維的規模化生產與應用。開發領域除PTT纖維及面料外，已開始向塑料及薄膜方面擴展。

表4 PTT領域2016-2019年全球各語種公開專利的數量Tab.4 Number of public patents in various languages in PTT field from 2016 to 2019

注：數據來源為SciFinder。

3.2.3 PLA纖維

PLA纖維在1990年左右成為研發熱點，迄今公開的相關文獻超過6.6萬篇，其中含專利約為3.6萬件。2010年以來，每年公開的專利數量高達2 000項以上，特別是中國專利數量也是急劇增長，如圖5所示。從公開專利的文種及主要申請公司可看到PLA研發活躍國家主要有日本、中國、韓國及美國，如表5、6所示。

自從NatureWorks公司1997年實現PLA量產以來，與專利數量持續增長形成鮮明對比的是PLA的市場并沒有急劇擴大。PURAC(Corbion)等的PLA工廠建設一再延遲，豐田、東麗及三井等跨國巨頭當年雄心勃勃的PLA開發計劃也基本擱置。其原因之一固然是PLA價格居高不下，但更主要的原因是PLA性能有所欠缺，比如PLA的耐熱性能、存儲穩定性均不佳。鑒于其性能無法與PET等相提并論，作為常規纖維PLA纖維沒有任何優勢。今后的主要開發方向應該是一次性纖維制品的應用開發以充分利用其可生物降解的特性。

表5 PLA領域各文種公開專利的數量
Tab.5 Number of public patents in variouslanguages in PLA field

語種專利數量語種專利數量英文12786法文486中文10353西班牙文128日文8566葡萄牙文105韓文2374意大利文74德文1422俄文60

注：數據來源為SciFinder。

3.2.4 PEF與PTF

PEF及PTF都基本處于開發初期階段，迄今為止各相關公開專利數量分別為212件及35件，如圖6所示。PEF主要由歐洲的Avantium公司及Alpla-Werke Alwin Lehner GmbH引領；PTF則主要是美國杜邦公司在開發。日本東麗、東洋紡在應用方面的開發剛剛起步，中國國內基本處于基礎研究階段。

表6 PLA領域全球主要開發機構的公開專利數量Tab.6 Number of public patents of major development companies in the PLA field

注：數據來源為SciFinder。

表7、8示出PEF及PTF領域全球主要開發機構的公開專利數量。PEF全球先行者Avantium公司自2005年以來一直專注于PEF的研發，以Furanix Technologies B.V.作為申請人申請PEF相關專利31件。其技術核心YXY 技術主要為從碳水化合物出發催化制備FDCA。2016年與BASF成立合資公司Synvina以共同推進FDCA的開發，計劃到2020年實現產業化。Avantium公司自身的開發重心則通過BIO-HArT聯合體項目(與DSM、魯汶大學、TU/e等聯合)部分轉向生物基芳烴(PX)。奧地利塑料包裝公司Alpla-Werke Alwin Lehner GmbH則主要在開發PEF相關包裝材料。

表7 PEF領域全球主要開發機構的公開專利數量Tab.7 Number of public patents of major development companies in PEF field

注：數據來源為SciFinder。

表8 PTF領域全球主要開發機構的公開專利數量Tab.8 Number of public patents of major development companies in PTF field

杜邦和ADM公司合作開發由果糖制備呋喃二甲酸二甲酯(FDME)相關技術，結合自產的生物基丙二醇來推進聚呋喃二甲酸丙二醇酯(PTF)的聚合及應用，現處于技術驗證階段。

無論PEF還是PTF面臨的主要問題是：FDCA系單體成本高昂，其高效低成本制備技術遠未建立；作為PET替代品，二者無法與PET一起回收。

3.2.5 生物基PA56

PA56相關的公開文獻數量非常少，總共僅有184篇(如表9、圖7所示)，但從2010年開始文獻公開的數量有快速增長的趨勢。公開專利中，我國的公司及大學的公開數量占比超過55%，從這個意義上講，中國在PA56開發領域處于絕對主導地位。

表9 PA56領域全球主要開發機構的公開專利數量Tab.9 Number of public patents of major development companies and universities in PA56 field

注：數據來源為SciFinder。

日本東麗集團從2000年左右開始對生物基1,5-戊二胺及PA56進行了不斷的研發，2002年4月申請了PA56聚合專利，這是世界上第1個PA56的相關專利。2012年東麗更是聯合味之素公司加快了開發步伐。迄今為止，在生物基1,5-戊二胺的生物合成及提純方面，東麗和味之素已申請了38件專利。在PA56聚合及應用領域東麗也已申請專利35件，超過該領域全球專利申請數的25%。隨后，東麗在PA56的原料精制、成鹽、雜質控制、色度控制、副產物控制、紡絲、應用等方面均進行了深入研究，取得了一系列進展。日本三菱公司從2004年左右開始PA56的研發，在生物基1,5-戊二胺的制備、精制、成鹽，PA56聚合、紡絲及應用等方面申請了16件專利，但是，由于生物基1,5-戊二胺的規模化生產還未取得突破，東麗和三菱目前都處于開發階段，還沒有實現規模化生產。韓國希杰公司和德國巴斯夫公司均在開發制備生物基1,5-戊二胺的轉基因菌種，而且各申請了6件專利，但他們均處于實驗室研究階段，沒有1,5-戊二胺及其相關聚合物投產的報道。

中國國內在2010年前后才開展PA56相關研究。中國科學院微生物研究所、天津科技大學、南京工業大學各自對1,5-戊二胺的生物合成方法進行了研究，在微生物培養、基因工程和發酵方面取得了一些成果，目前這3家機構的1,5-戊二胺制備技術基本處于實驗室研究階段。東華大學在PA56的凝聚態演變、紡絲(低速紡、高速紡)、纖維的復合化和功能化、染色以及評價等方面進行了深入研究。凱賽公司對生物基1,5-戊二胺和PA56進行了全面、系統的研發，在生物基1,5-戊二胺的制備和精制領域已取得突破，率先實現了千噸級的量產；其后，在1,5-戊二胺/己二酸成鹽、PA56聚合和紡絲、應用以及相關制造裝備方面建立了完備產業化研究平臺，基本形成了系列專有技術以及知識產權體系，在世界上率先實現千噸級PA56聚合量產的基礎上，2019年其位于新疆烏蘇工廠5萬t/a生物基1,5-戊二胺和5萬t/a 生物基PA56也已經建成投產，目前處于世界領先地位。

2016年以來，凱賽生物科技及其合作伙伴公開了29件專利，超過全球同期公開專利總數的三分之一，在全球占主導地位。除了PA56鹽制備及提純、聚合及其裝置相關專利以外，主要聚焦于PA56的高性能化(共聚、復合、抗黃變等)及PA56纖維的紡絲、纖維功能化(阻燃)及復合化(PA56/PBT、PA56/PET等)。南京工業大學近年來在生物基1,5-戊二胺制備上還在持續發力。總后軍需裝備研究所聯合精細化工有限公司和優纖科技(丹東)有限公司則主要對PA56的紡絲、混紡和染色進行了技術開發。羅地亞公司在PA56紡絲、抑制黃變上有所進展。東麗及三菱公司近兩年來在PA56領域鮮有公開報道，表明PA56的產業化還沒有實質性進展。

整體而言，凱賽生物科技在生物基1,5-戊二胺及生物基PA56的開發領域處于國際領先水平。當前生物基PA56總的發展趨勢為：單體制備及PA56聚合向規模化、穩定化方向發展，紡絲向熔體直紡方向發展。

4 研究展望

4.1 研發思路與目標

遵從綠色化學的基本原則，以實現資源的高效替代為目的，通過突破生物基聚酯、聚酰胺單體的高效低成本制備核心技術，突破規模化高效聚合、紡絲及應用的關鍵技術，進行相關裝備的集成及創新，開發具有高性價比的生物基聚酯、聚酰胺纖維。對現有石油基聚酯、聚酰胺的生物基化，加強并創新生物轉化、化學轉化制備生物基單體的核心技術，實現關鍵生物基單體及生物基聚酯、聚酰胺的規模化、高效、低成本制造。對于生物基特有聚酯、聚酰胺，組建該生物基聚酯、聚酰胺產業聯盟，從全開發鏈、產業鏈進行創新設計，突出產品特性，突破單體制備、聚合紡絲等關鍵技術，強化全領域的應用關鍵技術攻關及推廣，降低研發及生產成本，實現生物基特有高分子應用的快速推進。

突破一批生物基單體的生物與化學轉化核心關鍵技術，創制一批生物基聚酯、聚酰胺纖維新品種，建設一批生物基聚酯、聚酰胺纖維產業化示范基地，形成生物基聚酯、聚酰胺產業原始創新體系，到2035年總體完成生物基聚酯、聚酰胺纖維200萬t/a的生產及應用，實現生物基聚酯、聚酰胺纖維產業鏈的良性發展，引領全球生物基聚酯、聚酰胺纖維的技術創新。

4.2 重點任務與路徑

4.2.1 戰略性生物基單體制備核心技術攻關

中國是全球第一的PET纖維生產及消費大國，PET纖維在化纖中占比超過80%，因而長遠來看PET的生物基化是必然趨勢。生物基乙二醇(EG)及生物基PX(或PTA)高效低成本制備核心技術的攻關是重中之重。

PA6及PA66是僅次于PET纖維的重要化纖品種，同時鑒于我國在己二胺的生產技術和供應上還面臨跨國公司的壟斷，進行己二胺生物制造核心技術攻關具有重要戰略意義。

4.2.2 PLA與PA56的應用拓展及規模擴大

目前我國已經基本實現了PLA及生物基PA56的產業化，但要發展為化纖的重要品種則無論在生物基單體高效制備、高效聚合紡絲、高性價比產品開發及制品推廣應用上均任重道遠。對PLA要充分利用其生物降解特性，側重開發一次性纖維制品。對生物基PA56，要建立“產學研用”一體化研究開發體制，突出其纖維吸濕優異、柔軟舒適等特性，實施品牌戰略，開發高附加值纖維制品，促進我國化纖產業的轉型升級。

4.3 政策建議

鑒于生物基聚酯、聚酰胺纖維的產業鏈長，涉及技術領域(生物煉制、生物發酵、化工、紡織等)多、行業廣，開發周期長，研發投入大的特點，建議國家組成相關基礎研究國家隊，加強在相關基礎研究，特別是生物制造基礎研究上的投入；鼓勵建立產學研用一體化研究開發體系；在生物基聚酯、聚酰胺纖維開發及產業化初期，加大對相關產業聯盟、龍頭企業在資金和政策面的扶持。

進一步強化生物基1,3-丙二醇、1,5-戊二胺等生物基單體的高效發酵技術的攻關，促使生物基單體制備技術的提升，為我國生物基聚酯、聚酰胺行業的壯大打下基礎。

鑒于當前生物基聚酯、聚酰胺價格較高，建議在發掘其特性，提升品質的同時，要進行品牌化運營。加強對跨國巨頭專利的分析，確定自己專利戰略，進行標準、專利布局，形成完善知識產權體系。