生物基合成纤维单体发展建议

参考中国报告网发布《2016-2022年中国合成纤维行业发展态势及十三五发展态势预测报告》

         1生物基合成纤维单体发展建议

         近年来，我国生物基合成纤维及其单体原料得到大力发展，尤其是纤维加工及应用市场趋向成熟，PLA纤维、PTT纤维、PDT纤维、PBT纤维、PHBV和PLA共混纤维等品种已达世界水平，实现了对石油基化学纤维的部分替代，已应用于纺织、医用材料、卫生防护等领域。但从产业整体来看，我国生物基单体原料仍呈现一头在外、长期依赖进口的局面，这主要是由于生物基单体制备技术仍不够成熟、关键技术和装备存在差距、产品提纯过程复杂，使得原料成本过高无法与石油基产品竞争，且产品不稳定，仍需进一步实现技术升级，加快生物基合成纤维的产业化进程。

         1.1 开发以低成本生物质资源为原料生产生物基纤维单体工艺

         目前大多数生物基聚合单体的生产还是基于可食用淀粉类生物质资源，这种路线存在原料成本高、占用大量耕地面积等缺点。因此，为提高生物基合成纤维成套工艺技术的经济性，可开展利用低成本非粮生物质资源制备生物基纤维单体技术，并实现全组分利用。解决的关键问题包括开发高效廉价的秸秆原料预处理技术、选育优良的纤维素酶生产菌株、构筑能利用五碳糖的菌株以及混合发酵工艺调控实现相对高浓度发酵，从而可降低生产成本。

         1.2 开发生物发酵产物的高效分离技术

         生物质资源通过生物过程所得产品的典型特点是浓度低、杂质多、分离成本高、废水量大，这对于最终生物产品的生产成本有重要影响。因此，针对特定的发酵产品开发低能耗清洁分离工艺，对于提高生物基产品的竞争力具有举足轻重的作用。目前，具有良好应用前景的分离技术包括膜分离技术、离子交换技术等。

         1.3 开发生物质原料化学转化专有催化剂

         目前，以生物质为原料，通过化学催化转化制备生物基合成纤维单体也是当前该领域的研究热点，如木质纤维素催化热解制备PX、5-羟甲基糠醛催化氧化制备FDCA等，而构建绿色高效稳定的催化体系是制约该领域发展的关键问题之一。所以，今后应重点研究高性能的催化材料和与之匹配的溶剂体系；研究催化剂的尺寸形貌、活性中心与载体之间的电荷传递规律，达到催化反应选择断裂链接木质纤维素等生物基原料的C—O键或/和C—C键的目的；借助反应动力学和现代原位谱学表征方法，开展反应机理和催化剂构效关系方面的研究。

         1.4 完善上下游产业链，加快推进较成熟技术的产业化示范工作

         生物基化学纤维及其原料从研发、技术、工程化到产业化，科技和工程交叉复杂，所涉及到的基因技术、工业微生物技术、生化技术处于产业化前期基础研究阶段，难度大，流程长，关键环节较多。因此，我国企业应承担起生物基纤维产业产、学、研的责任，为实现生物基纤维“三个替代”（原料替代、过程替代、产品替代）的目标提供技术支撑，这对推动我国绿色经济增长、建设资源节约型和环境友好型社会意义重大。

         2 结束语

         目前，以生物质资源替代化石资源，并进行深加工利用，已成为国内外企业和科研院所的研究热点。其中，以生物质资源为原料开发生物基聚合物及单体必将成为未来材料领域的重要发展方向，尤其是以木屑、秸秆等农林废弃物为原料，通过生物催化或化学催化，制备生物基合成纤维单体将具有良好的经济效益和应用前景。但近两年，石油等传统化石资源价格的降低，导致石油基合成纤维的生产成本进一步下降，对生物基纤维的发展形成巨大挑战。因此，除了强调生物基纤维的环保优势和绿色发展理念外，降低生物基纤维的生产成本、体现其性能上和石油基合成纤维的差异性，将是发展生物基纤维产业的重点。

         我国生物质资源丰富，每年农作物秸秆产量约为7亿t、其他农业废弃物1.5亿t，并且近年来国家对生物基材料产业的投资力度不断加大，这都将极大地促进我国生物基单体制备、聚合、纺丝、印染等生物基纤维产业链的发展。目前，我国生物基纤维领域正处于实验室技术向工业化生产的转化阶段，可以预见，未来几年生物基纤维的生产成本和销售价格将大幅降低，同时凭借优良的使用性能和环保理念，呈现出广阔的发展前景。

资料来源：公开资料，中国报告网整理，转载请注明出处（PF）。