生物基聚氨酯纤维以弹性纤维（如生物基氨纶）为主，其主要强调纤维的柔韧性和生物可降解性。生物基氨纶是指在聚氨酯弹性纤维的原料体系中，引入来源于可再生生物质的单体或中间体，从而有效降低对石油基原料的依赖。从化学结构看，聚氨酯通常由二异氰酸酯和多元醇反应形成。当前生物基氨纶的“生物基”属性，主要体现在1,4－丁二醇（BDO）或多元醇等软链段原料来源于玉米、秸秆、马铃薯、蓖麻油、纤维素等可再生资源，而并非对整个聚氨酯结构的完全生物基化。多元醇在聚氨酯原料配方中通常占质量分数的60%～70%，是提升聚合物生物基含量和减碳效果的关键组成部分。二异氰酸酯既可为芳香族，也可为脂肪族。目前受制于技术和安全因素，可再生资源路线尚难以规模化制备异氰酸酯。

生物多元醇和生物基BDO已形成多条成熟或接近成熟的产业化路线，如以植物糖（如蔗糖、葡萄糖、果糖）为原料，通过发酵或生物转化获得丁二酸，再进一步加工制备聚酯多元醇或BDO等产品。例如，以美国Myriant为代表的企业已将玉米糖来源的生物基丁二酸应用于聚酯多元醇的制备，以用作热塑性聚氨酯弹性体（TPU）合成的中间体。该生物聚酯多元醇较之于传统石油基产品具有较低的CO2排放量，并在具有成本优势的情况下仍能保证TPU制品拥有良好的机械特性。特别是选择生物基1,4－丁二酸（SA）替代己二酸（AA）制多元醇，可以将TPU的可再生资源组分比例至66%。相比之下，生物基异氰酸酯的研究相对有限，商业化产品主要包括1,5－戊二异氰酸酯（PDI）、赖氨酸二异氰酸酯（LDI）和二聚酸二异氰酸酯（DDI）。

在产业化发展方面，LYCRA（莱卡）公司采用以QIRA®为代表的新一代生物基BDO作为关键原料，实现了生物基氨纶的商业化生产，使LYCRA®纤维中约70%的原料来源于可再生原料，在保持其原有性能水平的同时有效降低了产品碳足迹。此外，晓星（HYOSUNG）集团推出了生物基氨纶“creora bio-based”，其生物基含量约为30%，同时在用水消耗和碳排放方面相较传统氨纶明显降低。在上游原料端，三菱化学推出生物基含量高达92%的PTMEG，用于氨纶生产，面向高端弹性纤维市场提供低碳解决方案。

在国内，相关企业也在积极推进生物基氨纶的研发与产业布局。华峰化学股份有限公司以收购方式引入生物基聚氨酯相关技术与产品，用于替代部分传统原料，拓展环保型氨纶产品体系；南京工业大学郭凯教授团队联合连云港杜钟新奥神氨纶有限公司和苏美达轻纺国际集团，探索出一条不同于传统聚四氢呋喃路线的生物基氨纶技术，利用全新的生物基原料和制备路线，使氨纶中约70%的成分来自生物基原料。此外，河北邦泰氨纶科技有限公司成功研发生物基熔纺氨纶产品，并获得美国农业部（USDA）生物基产品认证。

图片来源：南京工业大学。

生物基氨纶新产品

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