熱固性材料因其輕巧、高強度、優越的耐腐蝕性、電絕緣性及加工易性而廣泛應用于交通運輸、土木工程、體育用品和電氣工程等多個領域。這些材料主要由穩定的共價鍵構成，給后處理帶來了巨大挑戰：難以在溶劑或自然環境中降解，且回收再利用面臨困難，對環境造成嚴重污染。更進一步，它們的生產消耗大量化石能源，加劇了環境污染和全球變暖問題。因此，在當前環保意識增強和化石能源枯竭危機日益嚴重的背景下，熱固性材料的可降解性和回收性成為材料科學領域的主要挑戰。

與此同時，生物基聚酰胺作為一種新興材料，正受到越來越多的關注。這種材料以可再生生物質為原料，結合生物、化學和物理方法制成，具有環保、原料可再生等優點，符合當今“低碳經濟”的發展趨勢。目前，市場上已有多種生物基聚酰胺產品，如PA1010、PA11、PA610、PA410等，雖然在商品化聚酰胺產品中僅占約1%的市場份額，但隨著生物技術和相關新技術的發展，全球對生物基聚酰胺的興趣持續上升。在生物基聚酰胺的早期發展中，常用原料如蓖麻油，近年則更多轉向以葡萄糖為基礎，利用微生物技術生成前體。例如，帝斯曼公司采用淀粉和基因改造技術制備1，4-丁二胺，進而合成PA46、PA4T等。在國內，凱賽生物已掌握了覆蓋生物基聚酰胺全產業鏈的核心技術，包括菌種構建、微生物開發、代謝調控和高效轉化技術。

二、 生物基聚酰胺的優勢

碳中和推動下，生物基化學品替代部分石化產品是大勢所趨。化工煉制以不可再生的石油資源為基礎，很多生產過程存在高能耗、高污染的問題。而生物法是可靠的替代方案，基于合成生物學理論，用基因編輯的方式構建高效細胞工廠，可以利用生物質資源生產各種化學品，不僅原料可再生，還兼具碳減排功能。根據中科院天津工業生物技術研究所統計，和石化路線相比，目前生物制造產品平均節能減排30%-50%，未來減排潛力將達到50%-70%。

圖 合成生物法利用葡萄糖合成物質

三、 有關政策引領

在全球范圍內，生物基材料的研發和應用正受到重視和政策支持。

美國政府將生物基材料研發納入其長期項目計劃，如“生物質研究多年項目計劃”和“生物基產品與生物能源”項目。近年來，美國農業部、能源部和國防部等機構聯合提供項目資金和產業支持。

歐盟在其《持續增長的創新：歐洲生物經濟》報告中，將生物經濟視為實現歐洲 2020 戰略、促進智慧增長和綠色發展的關鍵。

德國在其《國家生物經濟政策戰略》中提出，通過推動生物經濟發展，以實現經濟社會的轉型，創造就業機會，并增強德國在全球經濟和科研領域的競爭力。

中國在《“十三五”生物產業發展規劃》中明確指出，應將新生物工具的創制與應用作為核心，建立大宗化工產品、化工聚合材料和大宗發酵產品等生物制造的核心技術體系。規劃旨在不斷提高生物基產品的經濟性和市場競爭力，建立有機酸和有機胺等基礎化工產品的生物制造路線，以取得相對于傳統石油路線的競爭優勢，實現規模化的生物法生產和應用。此外，規劃還鼓勵推進化工聚合材料單體的生物制造和聚合改性技術的發展及應用，特別是生物基聚氨酯等產品的規模化生產和示范應用，目標是實現生物基材料產業的鏈條式、集聚化、規模化發展。

四、 下游創新應用

聚酰胺市場下游主要為紡織、工程塑料兩大領域，需求量穩健增長。

23年亞運會的火炬“薪火”在歷屆大型賽事火炬設計中獨樹一幟。在握把材質的選擇上也區別于以往“金屬”等材質，首次選用了綠色環保的生物基聚酰胺材料。對于流線型的握把來說，制作上需求材料具有良好的可設計性，同時手持位置，也需滿足握感舒適的要求。

此外，由玻纖或碳纖增強的聚酰胺UD膠帶，在汽車行業的到廣泛應用，常用于替代金屬材料和結構。UD-Tape還可以焊接到其他熱塑性樹脂材料上，并且當與注塑成型提供的出色形狀靈活性相結合時，可以生產具有足夠強度和剛度的多材料組件結構，特別是在常規注塑成型無法產生具有足夠強度和剛性的部件的情況下。下圖是碳纖增強聚酰胺UD-Tape零件與常見金屬材料的性能對比。

五、 市場前景

在政策推動和企業努力下，全球生物基材料，尤其是生物基聚酰胺材料的發展已逐漸步入大規模應用和產業化階段。然而，該產業的發展仍面臨挑戰，特別是原料來源和生產成本問題。盡管可再生資源眾多，但并非所有資源都適合生物基聚酰胺制備，因此，可用于此類材料的可再生原料相對有限。目前，為擴大生物基聚酰胺的生產原料來源，多國正開展研究，包括對餐廚垃圾、廢棄紙張、農作物非食用部分、林地殘留物、油脂植物、糖類作物、海洋植物和轉基因植物等的研究。這些努力有望減少目前生物基聚酰胺生產中使用的糧食作物等，強化其環境友好性。整體而言，生物基材料行業正面臨著由政策支持、技術創新、市場需求和環境保護需求等多方面驅動的快速發展時期。盡管存在挑戰，但這一行業的未來發展潛力巨大，值得持續關注和投資。