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生物基材料发展如火如荼,TPU也不甘落后
在碳中和、可持续发展的趋势背景下,生物基材料产业及市场正在快速发展。而TPU作为常见的一种热塑性弹性体,其生物基发展进程自然也不甘落后,盛禧奥、巴斯夫、路博润、科思创、万华化学、美瑞新材等TPU生产商都已推出相关产品。



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生物基材料的定义及市场

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生物基材料是利用谷物、豆科、秸秆、竹木粉、玉米、木薯、小麦、马铃薯、纤维素、棕榈油等可再生物质为原料制造的新型材料和化学品,主要包括生物基化工原料、生物基塑料、生物基纤维、生物基橡胶等。

生物基TPU就是生物基材料大家庭的一员,相较于传统石化TPU,它具有碳减排、原料可持续再生、绿色生产、资源节约等优势。

全球各个国家地区都对生物基材料发展有明确的规划:


  • 据美国《生物质技术路线图》规划,2030年生物基化学品将替代25%有机化学品和20%的石油燃料

  • 据欧盟《工业生物技术远景规划》规划,2030年生物基原料将替代6%-12%化工原料、30%-60%精细化学品

  • 我国规划未来现代生物制造产业产值超1万亿元,生物基产品在全部化学品产量中的比重达到25%



据经济合作暨发展组织 (Organization for Economic Co-operation and Development, OECD)预测,未来十年至少有20%(约8000亿美元)的石化产品可由生物基产品替代,而目前替代率不到5%,存在巨大的市场缺口。


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请注意生物基材料不一定可生物降解

生物基材料和生物降解材料虽然有交叉重叠的地方,但本质上的区别是,生物基材料更加强调来源低碳、环保可持续,它不一定能生物降解,如生物基PE、生物基PA;而生物降解材料更倾向于废弃后对环境友好,它也可以用石化来源的单体进行聚合,如PBAT。

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生物基TPU的制备、性能及应用

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TPU是一种由二异氰酸酯和多元醇、扩链剂共聚而成的嵌段共聚物,既然生物基材料是强调原料可持续,那么生物基TPU的制备就比较容易理解,常见方法就是在聚合过程中引入生物基单体或中间体,比如生物基聚四氢呋喃、丁二醇、丙二醇、MDI等等。

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TPU具有高模量、高强度、高伸长和高弹性、优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化性能,其中拉伸强度高、伸长率大,长期压缩永久变形率低等都是它的显著优点。

据了解,目前各大厂商推出的生物基TPU在性能上已经能做到传统石化TPU不相上下,区别主要在于生物基含量的高低,一般在30~40%,个别能做到更高,比如盛禧奥有生物基含量高达64%的TPU牌号。




表 盛禧奥部分生物基TPU牌号的性能参数


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作为综合性能优良的热塑性弹性体,TPU的下游产品方向非常广泛,比如电子电器、体育用品、医疗制品、日用品、玩具、装饰材料等等。

所以,性能上跟传统石化TPU不相上下的生物基TPU,同样有着广泛的应用,比如鞋类、皮革制品、汽车和工程、化妆品和个人护理、医疗、包装、体育用品、玩具及小工具等等。

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生物基TPU鞋材,盛禧奥

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生物基TPU鞋材,盛禧奥

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生物基TPU运动用品,盛禧奥

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生物基TPU手机壳,盛禧奥

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Desmopan® TPU应用于鞋材,科思创

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生物基TPU应用于休闲鞋,万华化学



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