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全文发表在2025年的“远见技术”“新材料边界：技术创新与未来展望”中。
文章摘要
由于其可再生，可降解和良好的生物相容性，生物相容性以及符合绿色和低碳开发的环境保护概念，因此生物的聚酯材料受到了很多关注，并在基础研究和工业化领域取得了重大进展。本文解释了基于生物的聚酯材料的优势，国内和外国行业的当前发展状况，该行业的未来趋势及相关政策建议，以便为从事生物基于生物的聚酯行业的研究人员和从业人员提供参考，并帮助进一步的发展和促进该行业。
快速文章评论
聚合物材料已成为现代人类生活中必不可少的材料类型。使用单体及其连接的共价类型，聚合物材料可以分为聚烯烃，聚酯，聚氨酯，聚酰胺和聚乙烯。其中，由聚对苯二甲酸酯（PET）代表的聚酯材料已被广泛用于生活的各个方面，例如聚酯纤维，瓶装材料和膜产品。据估计，到2030年，仅聚酯纤维的全球市场规模将达到1,15.7亿美元，从2024年到2030年，复合年增长率为7.3％。但是，聚酯材料中使用的大多数原材料单体都是从化石能源行业衍生而来的。基于石油的聚酯材料带来了环境污染和资源耗竭等问题，促使世界各地逐渐寻求替代方案。为了改善上述问题，相关的研究机构和企业已经对基于生物的聚酯材料进行了研究和工业准备。基于生物的聚酯（基于生物）是指从生物质作为原材料制备的聚酯基材料。原材料主要来自植物，农业废物或其他生物资源，而不是石油等化石能量。基于生物的聚酯材料目前是高度有希望的聚合物材料。本文将讨论当前的国内和国际研究状况，行业发展目标以及基于生物的聚酯材料的相关措施，以便为基于生物的聚酯材料行业的研究人员和行业从业人员提供参考和指导，并促进中国基于生物的聚酯的相关研究和工业化的进步。
1个基于生物的聚酯材料的优势
基于生物的聚酯材料是可再生的，并且在制备过程中其碳足迹很低。与基于石油的PET相比，生产过程中的碳排放量减少了30％。因此，它们具有环保，可持续性且有利于资源利用率，并且在许多行业（例如纺织品，包装，电子和汽车）中具有广泛的应用前景。此外，在天然或堆肥条件下，可以通过水解和微生物作用将某些脂肪族生物基的聚酯材料（例如聚乳酸（酸，PLA））分解为无害物质，这可以显着降低白人污染对环境的影响。同时，基于生物的聚酯材料通常具有良好的生物相容性，因此它们在生物医学聚合物材料领域也具有重要的发育潜力，并取得了一定的进展（例如可吸收的手术缝合线，可吸收的化妆品填充剂和可吸收的可吸收冠状冠状架等）。随着与低碳发展有关的法律和法规的持续改进以及公共环境意识的重大改善，具有绿色和环境保护的生物基于生物的聚酯群已经成为聚合物材料行业具有广泛发展前景的重要研究方向。
Bio-based can be into to : to the , they can be into bio-based (such as PLA, bio-based PET (Bio-PET)), bio-based (such as fatty acid (s, PHA); to the of bio-based, they can be into bio-based多种植者（例如PLA，PHA），部分生物的多植物（例如生物-PET）和基于生物的聚丁烯二苯二甲酸酯（Bio-，Bio-PBT）作为生物基乙二醇和基于生物的生产量可以成熟的pet and to pet and poter peter peter，从基于石油的基于生物的生产技术的逐渐成熟。常见的生物基聚酯材料及其基于生物的单体如图1所示。
图1常见的生物基聚酯材料及其基于生物的单体
图。基于生物及其基于生物的
PLA和PHA作为基于生物的可吸收聚酯材料的代表性物质，已在生物医学材料领域获得了某些应用。它主要是由于它在人体中的自然降解以及与生物体良好的兼容性，因此它与人体具有良好的兼容性，具有出色的生物学活性，几乎没有排斥反应。基于生物的聚酯材料用于软组织工程材料的领域，例如可吸收外科手术缝合线，可吸收性骨指甲，可分辨骨板，可分辨的血管支架和可分辨屏障膜。此外，生物基聚酯材料也可以用作伤口敷料，可以化学地制备为透气和保湿特性的伤口敷料。由于基于生物的聚酯材料的可降解特性，需要持续释放的药物可以与材料混合，以及时释放药物，改善药物的生物利用度，减少副作用并改善患者的生活质量。
但是，尽管以生物为基础的poly植物具有多种优势，但在工业化过程中，它们仍然面临诸如技术困难，成本压力和低市场意识之类的挑战。因此，如何通过创新技术，改善工业链，加强政策支持等，促进基于生物的聚酯行业的发展已成为需要紧急解决的关键问题。
2国内外聚酯业的当前状态和关键问题
2.1行业状况
随着基于生物的聚酯工业化技术的发展，生物基于生物的聚酯行业发展迅速。已经形成的代表性材料类别包括PLA，PHA，Bio-Pet，聚乙烯狂热酸盐（2,5-，PEF）等。根据联合国环境环境计划在2023年发布的一份报告，全球年度塑料产量超过4.3亿吨，基于Bio的聚酯产量目前仅为一百万吨/A的生产能力。可以看出，基于生物的聚酯材料的当前生产能力相对较小，但受“碳峰和碳中性”的目标驱动，能源储能和减少和排放，可持续发展和其他政策以及基本研究在相关领域的基础研究中，基于工业化技术的积累，基于Bio的多酯的扩展已成为快速的材料的规模，并成为了材料的发展。基于生物的聚酯的国际化过程相对成熟，尤其是在欧盟，美国和日本等国家和地区。已经形成了一个相对完整的工业链，工业发展潜力很大。以PLA和Bio-Pet代表的基于生物的聚酯植物在包装，纺织品和汽车领域逐渐流行，并正在逐渐取代传统的基于石油的塑料产品。中国的基于生物的聚酯行业开始迟到，但由于该国对绿色环境保护和可持续发展的高度关注，生物基于生物的聚酯逐渐成为国内研究和工业发展中的热门话题。近年来，随着技术的发展和生产能力的提高，中国已成为全球重要的聚酯生产和消费市场之一。尤其是在纺织品和包装领域，基于生物的聚酯逐渐取代了传统塑料，并已成为消费者和企业青睐的新环保材料。
具体而言，PLA是用于大规模生产生物基聚酯的代表性材料。美国公司于1990年代首次开始工业研究，并在2002年建立了一条商业生产线，其年产量为70,000吨。现在已将其扩展到150,000 T/A，使其成为世界上最大的PLA制造商之一。诸如Pulis Co.，Ltd.的 Co.，Ltd.，Anhui Co.储备仍然落后于外国公司，目前处于后续阶段。 PHA的工业化目前处于早期阶段。北京微生物技术有限公司，北京微软工厂生物技术有限公司和其他公司都在进行10,000吨的工业化技术开发，并与全球工业链中的外国相关公司并肩运营。 Bio-PET，Bio-PBT和PTT可以实现基于生物的单体替代品。其工业链中的困难主要是制备基于生物的乙二醇，基于生物的丁二醇和基于生物的丙烯乙二醇。国内宗凯·贝伊尼（）新能源技术有限公司，长春达兴工业集团有限公司，有限公司和Anhui 专注于基于生物的DIOL 的研究和开发以及生产。主要产品包括基于生物的乙二醇，1,3-丙烯类乙二醇等。与外国公司相比，该领域的国内技术成熟度仍然存在一定的差距。 PEF还是具有重要开发前景的一种基于生物的聚酯。它的主要原材料是 Acid。许多国内外研究机构和企业都在开发相应的工业化技术。东京化学工业公司有限公司，日本，杜邦，美国和德国巴斯夫都对富含二羧酸进行了研究，而国内 Sugar Co.，Ltd.， 材料技术有限公司，Ltd。和 Guosh Guosh（） Co.生物量Furan材料的研究和开发。此外，该行业下游的可口可乐，雀巢和联合利华等大型跨国公司在通过其可持续性计划促进基于生物的宠物需求方面发挥了关键作用。例如，可口可乐已承诺增加基于生物的宠物在瓶中的使用，到2030年将达到50％。
总体而言，首先，基于生物的聚酯行业仍然由国际化学巨头主导。国内生物的聚酯技术研发水平仍然远离国际领先水平，生产过程中的能源消耗和原材料利用率相对较低。其次，国内生物的聚酯生产链相对单一，依靠传统的谷物作物（例如玉米和甘蔗）为主要原材料，这使得原材料供应和价格波动的稳定性成为限制工业发展的关键因素。最后，随着消费者对环境友好产品的认识的提高，对基于生物的聚酯市场的市场需求不断增长，尤其是在包装，日常必需品，纺织品等领域，基于生物的聚酯的应用越来越广泛。
2.2关键问题
尽管中国在基于生物的聚酯的研究，开发和应用方面取得了一些进展，但仍然存在一些技术，工业和政策问题，这些问题影响了其市场上广泛的促进和工业化过程。
首先，原材料来源的稳定性。生物基聚酯的原材料主要是生物量产品，包括玉米淀粉，甘蔗，脂肪酸等。上述原材料的来源受到季节，气候等的极大影响，并且很难确保长期且稳定的供应；它的准备工作通常包括一些生化过程，具有高纯化要求，细菌育种和发酵过程也存在明显的技术困难，并且仍然需要进一步的基础研究和工业技术积累。
第二个是原材料的成本。与基于石油的聚酯的原材料相比，生物基聚酯的原材料具有复杂的来源，许多制备过程和高纯化困难。它们的成本通常是基于石油的原材料的多次。为了通过技术进步和规模效应降低成本，对基础研究和研发以及生产经验的持续积累的持续投资也是目前难以解决的主要限制。
第三，基于生物的聚酯的性能需要改善。目前，最具代表性的基于生物的聚酯PLA是可降解的聚合物。该材料具有很高的机械强度，但是在使用过程中会逐渐降解并逐渐恶化其性能。它仅在一次性包装领域中通常使用，在耐用性高要求的情况下很难使用。
第四，基于生物的聚酯行业的整体研发功能不足。除了中国的一些研究团队外，大多数研究团队的研究平台和研发能力较弱，这很难支持该行业的广泛促进。此外，在国外垄断了一些基于生物的聚酯工业化的关键技术和专利，这也限制了中国相关领域的基础研究和发展，并限制了相关公司的技术自主权和市场竞争力。因此，关键技术的研究和开发以及基于生物的聚酯材料的工业化过程的积累至关重要。
3个发展趋势
基于生物的聚酯材料的开发可以减少塑料生产和废物过程中的环境足迹，符合全球绿色发展的趋势，还可以为中国的生态文明建设和新优质生产力的发展提供新的机会。基于生物的聚酯材料的研究和开发将有助于促进中国基于生物的聚酯材料从基础研究到工业化技术的全面改进，并在全球基于Bio的材料领域中增强其竞争力和声音。
3.1生物基聚酯原材料的多样化开发和有效利用
目前，在基于生物的聚酯材料中使用的主要原材料单体包括生物基乙二醇，生物丙烯乙二醇，基于生物的丁二醇，羟基脂肪酸，2,5-二甲基二羧酸和乳酸。准备上述单体的过程通常是通过生化手段通过生化手段获得相应的物质，并获得基于生物的单体，这些单体通过纯化来满足聚合需求。除了传统的植物原材料外，非食物基于生物的农业废物，海藻，木纤维等也可以成为基于生物的聚酯的新原材料来源，这将有助于减轻人们对粮食安全和粮食生产竞争的关注。此外，通过优化原材料结构并提高原材料的利用率，它不仅可以减少资源浪费，而且可以降低生产成本并提高行业的可持续性。
以上过程包括多个关键技术节点，例如生物质原材料的回收和处理，细菌菌株的种植和选择以及对原油的获取和纯化，这些产品都将随着发酵过程和基因工程技术的发展而发展。基于上述要点，基础研究和过程技术研发的改进空间仍然很大。此外，以上几点涉及许多跨学科知识点，并且在技术上更加困难。但是，基础研究团队和相关企业在关键技术困难方面的交流和合作相对不足。随后的重点应该放在上述关键技术中的突破性上，在此过程中，应加强科学研究机构与相关企业之间的交流与合作，以实现基于生物的聚酯行业的行业，教育和研究的良好循环。
3.2基于生物的聚酯材料的高效催化剂的研究和开发
目前，限制基于生物的聚酯材料开发和应用的主要问题之一是相对较高的成本。具有高效率，低能消耗和良好耐用性的催化剂的开发可以促进降低成本和提高生物基聚酯材料聚合过程的效率。此外，一些基于生物的聚酯具有不同的立体异构体，并且具有不同立体声纯度的聚酯材料的性质也不同。因此，开发和获得高度选择性的催化剂也具有极大的实际意义。目前，许多国内大学和研究机构在该领域拥有丰富的研究基础和研究结果，但是实际上很少有新的催化剂应用于工业化过程，并且很难将尖端的科学和技术成就与行业结合起来。将来，仍然需要研究机构与行业企业之间的技术交流和合作。
3.3基于生物的聚酯材料修饰方法的创新
对于聚合物材料，可以使用不同的修饰方法来实现不同的特殊特性。对于基于生物的聚酯材料，可以通过以不同的方式修改它们并满足不同应用方案的要求来获得不同的特性。改良的基于生物的聚酯材料（例如强度，刚度，延展性）的机械性能可以满足各种行业的需求，并且可以适用于常见的加工技术，例如注射成型，挤出，吹塑，吹塑，旋转等，并广泛用于各种产品的生产和生产中。此外，可以使用一些功能性场景，例如高温耐药性，抗静电电力，防紫外线保护，药物加载和持续的释放以及可吸收的植入物。
3.4基于生物的聚酯材料产品的开发和应用
目前，开发和应用基于生物的聚酯材料的主要目标是实现石油基聚酯材料的替代，这主要需要制备生物质单体，这带来了高成本问题。但是实际上，某些基于生物的聚酯材料本身的特性可以在某些独特的情况下使用，而无需用作石油基聚酯的替代品。例如，聚乳酸具有可再生，可降解和生物吸收的特征，因此其应用方向非常宽，包括：可降解的特性可用于一次性包装领域，以避免环境问题，例如白色污染和长期的微塑料；可生物吸附的特性可用作可吸收的人植入物和可吸收的美容填充剂。因此，基于生物的聚酯的产品开发和应用不应限于基于石油的聚酯的替代用途，而应根据每种材料的特征开发相应的产品，以在不同领域使用。
3.5基于生物的聚酯回收技术和循环经济
随着采用生物基聚体的采用增加，越来越重视开发闭环系统以改善这些材料的可回收性和重复使用。预计将聚合物分解为单体并重用它们的化学回收技术将在为基于生物的聚酯创造更可持续的生命周期中发挥重要作用。目前，将机械和化学回收与生物基原料相结合的努力已经开始。
3.6在医疗材料领域，基于生物的聚酯的应用前景
基于生物的聚酯具有良好的生物相容性和生物降解性，并且它们在医疗植入中的应用引起了广泛的关注。医疗植入物包括骨科植入物，心血管支架，药物输送系统，组织工程支架和牙科植入物。将来，对基于生物的聚酯材料的研究将集中于可调节的体内降解速率，添加剂定制技术和功能复合材料制备技术。随着材料科学，退化控制和制造技术的持续发展，预计以生物为基础的植入物在医疗植入物中的作用将扩大，从而为各种医疗状况提供可持续有效的解决方案。
4发展建议
基于生物的聚酯行业发展的核心是加强创新技术研究与开发与合作与交流的核心。此过程需要许多晋升措施和政策支持。
创新的技术研发是所有先进行业的基础。首先，政府，研究机构和行业企业需要合作进行创新的技术研究和开发，以解决整个工业链过程中的关键技术问题，包括有效制定基于生物的聚酯材料单体，基于生物的聚酯材料材料聚合物聚合催化剂的研究和开发，基于Bio的基于Bio的材料材料材料制作方法，以及Bio 和Bio的和Bio的和Bio的和Bio的。政府将建立并改善相关的研发支持和创新激励系统，鼓励和资助基于生物的聚酯材料领域的研发工作，并带领占领技术高地。在进行独立的创新技术研究和发展的同时，我们必须积极合作并与国际研究机构和企业进行沟通，迅速吸收和消化国际先进技术，了解全球生物聚酯产品的市场需求和趋势，并促进国内工业以在全球竞争中获得优势。此外，对于行业 - 大学 - 研究交流和合作的有效而平稳的渠道可以将高级技术与关键行业需求相结合，彼此促进发展，并提高行业的整体竞争力。对于具有生物基于生物的聚酯行业发展潜力的企业，可以根据生产线建设和设备投资提供贷款利息补贴，免税，特殊奖励和其他支持。最后，政府为基于生物的聚酯产品提出了促进政策，以促进基于生物的聚酯的回收和再利用。制定有关此类材料的相关国家标准，并促进建立国际标准，确保产品的质量和安全，确保基于生物的聚酯的市场进入门槛，并增强中国在全球生物基于全球的聚酯行业中的影响。
5结论
近年来，基于生物的聚酯行业发展迅速，并在生产技术，市场应用和环境福利方面取得了重大进展。随着全球环境意识的不断提高，消费者和企业对环保材料的需求不断增长。技术突破，政策支持，市场需求的扩展以及工业链的持续改进促进了在许多领域（例如包装，纺织品，建筑和汽车）中更广泛的基于生物的聚酯材料的应用。
将来，随着环境保护政策的加强，技术的进一步发展和工业规模效应的出现，预计生物基聚酯材料的成本将进一步优化，从而增强其市场竞争力。同时，全球化的深入发展将加速基于生物的聚酯行业的国际化过程。企业需要积极参与国际竞争与合作，扩大国际市场并增强国际竞争力。中国在基于生物的聚酯材料领域的技术创新和市场扩展将为全球绿色，低碳和可持续发展提供重要力量。
结尾
关于这个问题
“远见科学技术”是一部基于科学和智囊团自然科学学术杂志，由中国科学技术协会领导，由科学技术指南发起并发表。它成立于2022年。
发表杂志的目的：关注该国的主要战略任务，重要的科学和技术领域以及关键核心技术，我们发表有关相关研究结果的评论和评论，促进学术交流，促进科学和技术进步，并为我国的经济和社会提供高质量的发展。
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