生物基材料发展现状 13国内生物基材料的现状及发展

2017-10-17 - 生物基材料

摘要:随着人们对气候变化和化石资源枯竭等问题的关注,低碳、环保,

可持续的经济发展模式日益为世界各国政府所重视。将可再生的原料转化为

生物高分子材料 或者单体,进而开发各种产品,获得环境友好的功能性材

生物基材料发展现状 13国内生物基材料的现状及发展
生物基材料发展现状 13国内生物基材料的现状及发展

料,能够降低碳排放,缓解石油危机,已经成为全球研究的热点领域。本文

将对我国生物基材料的现状以及未来发展做出阐明。

生物基材料是指利用可再生生物质,包括农作物、树木和其它植物及其残体和内含物为原料,通过生物、化学以及物理等手段制造的一类新型材料。主要包括生物塑料、生物基平台化合物、生物质功能高分子材料、功能糖产品、木基工程材料等产品,具有绿色、环境友好、原料可再生以及可生物降解的特性。

生物基材料发展现状 13国内生物基材料的现状及发展
生物基材料发展现状 13国内生物基材料的现状及发展

新材料产业是我国战略性新兴产业主要内容。利用丰富的农林生物质资源,开发环境友好和可循环利用的生物基材料,最大限度地替代塑料、钢材、水泥等材料,是国际新材料产业发展的重要方向。新世纪以来,生物基材料受到发达国家广泛重视,呈现快速发展的势头,以农林生物质为原料转化制造的生物塑料、节能保温材料、木塑复合材料、热固性树脂材料、功能高分子材料等生物基材料和生物基单体化合物、生物基助剂、表面活性剂等生

生物基材料发展现状 13国内生物基材料的现状及发展
生物基材料发展现状 13国内生物基材料的现状及发展

物基大宗精细化学品快速增加,产品经济性正在逐步增强。拜耳、巴斯夫、埃克森美孚、三星道达尔、杜邦化工等跨国公司长期致力于生物基材料的研发,推动了全球生物基材料的商业化进程。对于一异戊二烯来说,因其可生产轮胎,在工业发展上十分重要。

生物基材料发展现状 13国内生物基材料的现状及发展

目前,美国丹尼斯克公司与固特异公司正在合作开辟生物基异戊二烯工艺路线,以部门替换石油(petro)基橡胶和苯乙烯基弹性体工艺。生物基异戊二烯可以出产轮胎用的合成橡胶和其他弹性体,可使轮胎产业更少地依靠石油衍生物产物。同样,另一种生物基材料丁二醇也已获得大量工业化生产。

目前,我国生物基材料产业科技取得了显著的成效,形成了如全降解生物基塑料、木基塑料、聚合超大分子聚乳酸、农用地膜等一大批具有自主知识产权的技术。全国性的“木塑热”正逐渐兴起,木塑制品年产销量已超过20万吨,并以20%以上的年增长率高速增长。

生物基材料作为石油基材料的升级替代产品,正朝着以绿色资源化利用为特征的高效、高附加值、定向转化、功能化、综合利用、环境友好化、标准化等方向发展。与国际先进水平相比,在产品性能、制造成本、关键技术、技术集成与产业化规模等方面还存在差距,必须加快突破生物基材料制造过程的生物合成、化学合成改性及树脂化、复合成型等关键技术,促进重要生物基材料低成本规模化生产与示范,构建生物基材料研发平台,提升生物基材料企业科技创新能力,实现化石资源的有效替代,为生物基材料产业培育提供科技支撑。

我国在生物基材料方面的发展目标是依据国内外生物基材料产业发展的重大技术需求,以制造高品质、高价值材料并进行化石资源的高效替代为目的,以综合利用生物质资源制造高性能生物基化学品和生物基材料为重点,加强生物基材料和化学品制造过程中的生物转化、化学转化、复合成型等核心关键技术攻关,超前部署生物基材料前沿先进制造技术,稳定支持生物基材料高值化的基础研究,构建科技产业创新研发平台,延长农业产业链条,支撑和引领生物基材料战略性新兴产业又好又快发展。

在生物基功能高分子材料先进设计方面,主要攻克生物基高分子材料功能化分子设计、制备及表征技术,突破生物基高分子的控制释放、抗菌、智能凝胶、荧光等功能化分子设计技术,重点开展生物质功能化接枝、自组装、活性聚合、生物质大分子纳米化等制备技术及功能化表征技术研究。

开发生物质基降解材料、药物纳米控制释放体系、抗菌材料、智能纤维素凝胶、荧光材料、吸附材料、高分子储能材料等生物质基功能高分子新材料,构建和完善生物基功能材料创新开发平台,为产业升级转型和产业结构调整提供有效的技术保障。

重点研究腰果酚、木质素、糠醛共缩聚技术;甲醛、苯酚等有害物质残余量控制技术;生物质基酚醛树脂交联密度控制技术;化学改性制备木质素衍生物的关键技术;合成木质素基环氧树脂的反应协同性控制技术,开发在摩擦材料、胶黏剂等方面应用的生物质基酚醛、环氧等树脂,建立工业化连续生产集成技术示范,构建制备和应用技术体系。

综上,目前我国在生物基材料上与国际相比仍有很大差距,我们应加强先进生物基材料制造技术的引进力度,注重引进技术的系统化集成、再创新及自主知识产权的取得;加大引智力度,巩固和扩大与发达国家、重要国际组织间双边及多边科技合作与交流,提升我国生物基材料产业的整体创新发展能力和国际核心竞争力。

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