2.1 聚乳酸（PLA）

制備工藝：以玉米淀粉為原料，經(jīng)發(fā)酵生成乳酸，再通過丙交酯開環(huán)聚合制得。國內(nèi)金丹科技、海正生材掌握丙交酯合成技術(shù)，2024 年豐原集團 30 萬噸 / 年項目推動原料成本降至 1.4 萬元 / 噸以下（金丹科技，2025）。

性能優(yōu)勢：可堆肥降解，密度1.24 g/cm3，拉伸強度 50-70 MPa，透光率＞90%，廣泛用于食品包裝、紡織纖維及醫(yī)療縫合線。

產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀：2024 年中國 PLA 產(chǎn)能達(dá) 28.5 萬噸，進(jìn)口依賴度仍較高（1-11 月進(jìn)口 4.46 萬噸，同比增 53.2%），但出口增速顯著（1-11 月出口 1.65 萬噸，同比增 79.5%）（聚如如資訊，2024）。

2.2 聚羥基脂肪酸酯（PHA）

技術(shù)突破：通過基因編輯優(yōu)化菌種，深圳碧友生物將PHA 生產(chǎn)成本降至 2 萬元 / 噸，較行業(yè)平均降低 43%。其發(fā)泡材料密度 0.08-0.15 g/cm3，可在海洋環(huán)境中 6 個月內(nèi)完全降解（深圳碧友生物，2024）。

應(yīng)用領(lǐng)域：精密儀器包裝、醫(yī)療植入物及農(nóng)業(yè)地膜，與華為、美團合作開發(fā)電子產(chǎn)品緩沖包裝和可降解餐盒（中國化工報，2023）。

2.3 聚己二酸 / 對苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）

性能特點：斷裂伸長率＞500%，耐低溫性優(yōu)異（-30℃），常與 PLA 共混改善脆性。2024 年中國 PBAT 產(chǎn)能 150 萬噸，占全球總量的 60%。

回收挑戰(zhàn)：化學(xué)回收技術(shù)尚未成熟，中科院海洋所首次發(fā)現(xiàn)海洋微生物酶可高效降解PBAT，為循環(huán)利用提供新路徑（中科院海洋所，2024）。

3. 生物基材料制備技術(shù)進(jìn)展

3.1 原料創(chuàng)新

非糧生物質(zhì)利用：秸稈纖維素、地溝油等低成本原料逐步替代玉米淀粉。例如，浙江海正采用毛棕櫚油生產(chǎn)PHA，原料成本降至 4000 元 / 噸（浙江海正，2024）。

CO?資源化：蘇州中科申龍利用工業(yè) CO?合成生物基 TPU，實現(xiàn) “碳捕集 - 材料化” 閉環(huán)，碳排放減少 50% 以上（蘇州中科申龍，2024）。

3.2 工藝優(yōu)化

超臨界發(fā)泡技術(shù)：美國NatureWorks 通過超臨界 CO?工藝將 PLA 發(fā)泡倍率提升至 30 倍以上，耐熱性達(dá) 120℃，應(yīng)用于咖啡杯及 3D 打印建筑模塊（NatureWorks，2024）。

復(fù)合改性技術(shù)：深圳辰夢源通過納米纖維素增強PLA，解決其脆性問題，開發(fā)出耐溫 100℃的一次性餐具（深圳辰夢源，2024）。

3.3 認(rèn)證與合規(guī)

國際標(biāo)準(zhǔn)：歐盟OK Compost、美國 BPI 認(rèn)證推動出口，首次申請費用分別約數(shù)千歐元和 1500 美元以上（歐盟認(rèn)證機構(gòu)，2024）。

政策支持：中國“雙碳” 政策提供稅收減免，歐盟碳邊境稅（CBAM）預(yù)計增加傳統(tǒng)塑料成本 7200-10800 元 / 噸，間接提升生物基材料競爭力。

4. 生物基材料的應(yīng)用領(lǐng)域

4.1 包裝領(lǐng)域

可降解餐盒：PLA/PBAT 共混材料替代 EPS，美團試點推廣的 PHA 餐盒在深圳投放。

冷鏈包裝：深圳辰夢源生物基冷鏈包裝箱通過順豐中試驗證，計劃2024 年量產(chǎn)。

4.2 汽車與交通

輕量化材料：凱賽生物生物基聚酰胺用于動力電池殼體，減重30%，成本降低 20%（凱賽生物，2024）。

內(nèi)飾隔音棉：深圳辰夢源為比亞迪提供生物基隔音棉樣品，生物基含量達(dá)70%。

4.3 醫(yī)療健康

手術(shù)縫合線：PLA/PHA 復(fù)合材料具有生物相容性，降解周期可控（6-12 個月）（中國化工報，2023）。

抗菌材料：中科院青島能源所開發(fā)殼聚糖基抗菌膜，用于傷口敷料（中科院青島能源所，2024）。

4.4 紡織與農(nóng)業(yè)

環(huán)保纖維：福建宏坤化纖生物基復(fù)合再生料用于內(nèi)衣、漁網(wǎng)生產(chǎn)（福建宏坤化纖，2024）。

農(nóng)用地膜：淀粉基材料在土壤中3 個月內(nèi)降解，減少“白色污染”。

5. 產(chǎn)業(yè)競爭格局與頭部企業(yè)

5.1 國際企業(yè)

• 巴斯夫：推出生物質(zhì)平衡聚醚砜（PESU），50% 化石原料被生物循環(huán)原料替代（巴斯夫年報，2023）。

• NatureWorks：全球最大 PLA 生產(chǎn)商，Ingeo?系列發(fā)泡材料占據(jù)食品包裝市場 30% 份額。與阿迪達(dá)斯合作開發(fā)可堆肥運動鞋中底泡沫（NatureWorks，2024）。

• 塞拉尼斯：開發(fā)生物基 Hytrel? TPC RS40F2，用于運動鞋中底，生物基含量 20% 以上（塞拉尼斯，2024）。

5.2 國內(nèi)企業(yè)

• 金發(fā)科技：公司主營業(yè)務(wù)為改性塑料、完全生物降解塑料、特種工程塑料、碳纖維及復(fù)合材料、輕烴及氫能源和醫(yī)療健康高分子材料產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。具備 12 萬噸 PBAT 產(chǎn)能，3 萬噸 PLA 即將投產(chǎn)，2024 年前三季度降解塑料銷量 12.67 萬噸（金發(fā)科技，2024）。

• 深圳碧友：PHA 發(fā)泡材料成本行業(yè)領(lǐng)先，通過基因編輯優(yōu)化菌種，將PHA生產(chǎn)效率提升3倍，成本降至2萬元/噸（行業(yè)平均3.5萬元/噸）。與華為合作開發(fā)電子產(chǎn)品生物基緩沖包裝，2023年通過跌落測試，計劃2025年導(dǎo)入供應(yīng)鏈。聯(lián)合美團試點推廣可降解餐盒，已在深圳部分區(qū)域投放（深圳碧友生物，2024）。

6. 挑戰(zhàn)與未來展望

6.1 主要挑戰(zhàn)

成本壓力：PLA、PHA 原料成本分別為 1.4 萬元 / 噸和 2 萬元 / 噸，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)塑料（0.5-0.8 萬元 / 噸）（金丹科技，2025）。

回收體系不完善：生物基材料回收網(wǎng)點覆蓋率不足 30%，化學(xué)回收技術(shù)尚未規(guī)模化。

性能局限：PLA 耐熱性差（＜60℃），PHA 機械強度較低，需通過共聚改性提升（中科院理化研究所，2024）。

6.2 未來方向

技術(shù)創(chuàng)新：開發(fā)非糧生物質(zhì)發(fā)酵、CO?固定等新技術(shù)，推動 PHA 成本降至 1 萬元 / 噸以下（中國化工報，2023）。

應(yīng)用拓展：探索航空航天（生物基碳纖維）、電子器件（生物基電路板）等高附加值領(lǐng)域。

政策協(xié)同：完善碳交易市場，建立生物基材料回收補貼機制，加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

7. 結(jié)論

生物基材料作為綠色經(jīng)濟的重要載體，在包裝、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)廣闊前景。盡管面臨成本與性能挑戰(zhàn)，隨著技術(shù)突破和政策支持，其市場份額有望持續(xù)擴大。未來需加強產(chǎn)學(xué)研合作，構(gòu)建“原料 - 制備 - 應(yīng)用 - 回收” 全產(chǎn)業(yè)鏈，推動生物基材料成為實現(xiàn) “雙碳” 目標(biāo)的核心支撐。

參考文獻(xiàn)

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田方偉, 黃瀚毅, 趙丹 & 翟文濤. (2024). 可生物降解聚合物物理發(fā)泡研究進(jìn)展. 材料研究與應(yīng)用, 18 (03), 369-386.

聚如如資訊. 2024 年中國生物基材料市場分析報告. 2024.

郭鵬, 徐瑋良, 呂明福, 徐耀輝, 張宗胤 & 高達(dá)利. (2025). 全生物降解發(fā)泡材料的研究進(jìn)展. 石油化工, 54 (02), 278-287.

中國化工報。生物基塑料行業(yè)動態(tài). 2023.

深圳碧友生物. PHA 技術(shù)白皮書. 2024.

市場監(jiān)管總局。對十三屆全國人大四次會議第 8371 號建議的答復(fù). 2024.

NatureWorks. Annual Report 2023. 2024.

凱賽生物年報. 2023.

金發(fā)科技年報. 2024.