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生物基尼龙行业、产业全分析，分享千亿级市场！

C TK生物基材料 2022-04-24

论坛现场提供展位50个，名额有限！


TK生物基材料报道，伴随全球石油资源日益匮乏和环境污染问题日益严重，人们的低碳环保意识日渐增强，对低碳经济产品的需求高涨，开发生物基高分子材料已经成为解决资源和环境问题的重要途径。

在此背景下，生物基尼龙逐渐受到研究者、企业、社会的广泛关注。

01
生物基尼龙绿色低耗
 
尼龙（聚酰胺，Polyamide简称PA）是第一个工业化的合成纤维，是一种具有良好力学性能、耐热性、耐磨性、耐化学溶剂性、自润滑性和一定的阻燃性的工程塑料，广泛应用于汽车、电子电器、机械、轨道交通、体育器械等领域。
 
目前市面上普通的尼龙产品是利用石油产品的原料来聚合生产而来的石油衍生物。在众多尼龙材料中，PA6和PA66的应用最为广泛。在传统制作工艺下，尼龙的广泛应用意味着能源的大量消耗和环境污染。
 
以PA6为例，它由企业从原油中提取分子己内酰胺开环聚合制成。全球每年生产500万吨PA 6，这导致大约6000万吨的温室气体排放。生产中产生的一氧化二氮，是一种比二氧化碳强300倍的温室气体。制造尼龙还需要大量的水和能源，进一步加剧了环境恶化和全球变暖。
 
生物基尼龙，是以生物质可再生资源为原料，通过生物、化学及物理等手段制造用于合成聚酰胺的前体，包括生物基内酰胺、生物基二元酸、生物基二元胺等，再通过聚合反应合成的高分子新材料，具有绿色、环境友好、原料可再生等特性。同传统石油基尼龙材料相比，生物基尼龙减少了对石油的依赖和二氧化碳的排放，同时生产过程更加绿色环保，符合社会的可持续发展需求。
 
生物基尼龙生产原料主要包括糖类和油类产品。

由此将其合成路线为以下两条：

一、糖路线：主要以葡萄糖和纤维素为原料，其中最为成熟的是葡萄糖。基本原理是采用微生物技术，对现有的生物原料或石油原料采用固定菌株发酵合成PA的单体，从而合成生物基尼龙。生物基PA4便是利用葡萄糖发酵最终合成生物基γ-氨基丁酸制备得来。


二、油路线：主要以蓖麻油、油酸与亚油酸等为原料。生产过程主要是将油脂进行一系列化学转化制备出PA单体进而合成生物基尼龙。油类路线是目前化工企业采用的生物基尼龙主要合成路线。例如，生物基尼龙1010的单体包括癸二胺和癸二酸，这两者便都是由蓖麻油裂解得到的。 

目前生物基尼龙主要包括PA11、PA10、PA1010、PA610、PA1012、PA410、PA1012、PA46、PA56等产品。市场中的PA材料消费仍以PA6和PA66为主，已经商品化的生物基尼龙由于生产企业数量少等原因，市场占比较低。当前生物基尼龙的产量不足聚酰胺总量的1%。
 
02
千亿市场大蛋糕
 
尼龙作为重要的高分子材料之一，行业下游需求广泛，全球生产规模近千万吨，市场空间数千亿水平。其中尼龙6和尼龙66合计占比 90%以上，尼龙 6 和尼龙66占比约为 7:3。

PA6主要原料己内酰胺基本实现国产化，PA6国内自给率 90%以上。

我国是PA 66 消费大国，2018 年国内PA 66 表观消费量已达52万吨左右，约占世界总消费量的 24％。根据行业智库数据测算：至2022 年全球PA 66消费量将达到380万吨，其中中国消费量达到80万吨，复合增长率约9.8 %。PA 66 产业在全球呈现寡头垄断格局，主要供应商包括英威达、杜邦、首诺、罗地亚、巴斯夫、兰蒂奇旭化成等。我国长期以来受核心原料己二腈生产技术的缺陷制约，只能从国外进口己二腈，这严重制约了我国PA 66 行业的发展。

因此研发出性能接近甚至更优于PA 66 的新产品及新生产工艺，对我国尼龙行业发展十分关键，甚至有望改变全球尼龙行业的生产布局，深入千亿规模的尼龙市场。

据Fortune Business Insight数据，2019年尼龙全球市场约为243亿美元，保守估计生物基尼龙5年内替代5%，公司生物质尼龙产品对应的市场空间将超过80亿人民币，实现由公司营收的5倍以上，拥有较大的市场空间。


如今，我国上海凯赛生物技术股份有限公司（简称“凯赛生物”）和宁夏伊品生物科技股份有限公司（简称“伊品生物”）已经成功研发出生物基戊二胺和PA 56。

PA 56是由戊二胺和己二酸缩聚而成的一种新型生物基聚酰胺，可部分替代现有PA6及PA 66，应用于纺织、工程塑料等领域。目前PA 56已成功商业化。

生物基PA 56所使用的原料生物基戊二胺的主要原料是玉米等粮食作物，原材料价低且易得，可完全实现自主生产，绕过传统PA 66 生产过程中己二腈原料难以获取的问题。原材料的易得性有望突破PA 66 原料依赖进口的瓶颈。 

生物基PA 56 相比PA 66 更加环保。生物基PA 56 极限氧指数为32%-34%，大幅高于PA 66 等材料，因此PA 56 可降低添加阻燃剂的成本甚至可 0 添加阻燃剂；阻燃剂添加量降低可带来生物基PA56 的可纺性增加，又进一步降低纺丝成本。生物基PA 56 是由生物基戊二胺和己二酸聚合而成，相比于用己二胺生产PA 66，使用生物基戊二胺生产生物基PA 56 可减少 27%的 CO2 排放量，并且生物基戊二胺的主要能源来源于可再生资源。


受上游原料己二腈的制约，中国PA 66行业竞争力薄弱。PA 56性能更优，在纤维、改性塑料等许多领域有替代PA 66的潜力，由生物质生产PA 56原料戊二胺的技术也已经在国内成功商业化。大力发展生物基尼龙PA 56，是我国尼龙产业增强行业竞争力的重要发展方向。在天然、绿色生物材料的概念以及成本优势的驱动下，生物基PA 56已经开启对PA 66 及PA 6 的替代进程。

03
国内外生物基尼龙生产企业 
  
目前已经商品化的生物基聚酰胺产品，主要有PA1010、PA11、PA610、PA410等，此外还有多种生物基聚酰胺正在研发。虽然当前生物基聚酰胺的产量不足聚酰胺总量的1%，但生物基聚酰胺的研究和产业化已吸引了杜邦、巴斯夫、阿科玛、DSM、朗盛、EMS、兰蒂奇、赢创等传统化工巨头纷纷布局规划。


据Rennovia公司的预测，到2022年，全球生物基PA66的产量将达到100万吨，同时生物基聚酰胺的价格也将大幅度下降。

我国生产生物基尼龙的企业：

01

金发科技

基于纯PA10T的高熔点研究发现，金发科技将其实现商业化，在2009年推出了Vicnyl品牌的PA10T产品。据说PA10T树脂的原料近一半来自蓖麻，综合性能优异。2013年10月，金发科技第一个5000吨/年PA10T聚合装置投产。随后又开发出了PA10T基LED照明支架材料。

02

凯赛生物

上海凯塞生物技术股份有限公司(688065SH)成立于2000年，主要聚焦聚酰胺产业链,其产品包括可用于生物基聚酰胺生产的单体原料—系列生物法长链二元酸和生物基戊二胺，以及系列生物基聚酰胺等相关产品。总部和研发中心位于上海浦东张江高科技园区：2个生产基地分别位于金乡和乌苏。
金乡凯赛的千吨级生物基聚酰胺生产线已开始小批量销售，乌苏基地10万吨/年的生物基聚酰胺生产线在调试过程中，计划于2021年中期开始量产。
2020年10月10日，凯赛生物与山西综改示范区签署项目合作协议，总投资250亿元，拟建年产90万吨生物基聚酰胺项目和年产8万吨生物法长链二元酸项目。

03

伊品生物

宁夏伊品生物科技股份有限公司是全球生物氨基酸细分行业龙头企业。伊品生物与中科院微生物研究所合作，联合开展戊二胺技术及中试研究，现已取得突破性成果。
公司旗下控股的黑龙江伊品生物科技有限公司规划投资33亿元，建设生物基聚酰胺项目。一期建设2万吨戊二胺及尼龙56项目，二期规划建设10万吨生物基尼龙盐项目。至2020年9月，2万吨/年生物基尼龙盐项目已基本建成。二期计划2021年建成。届时可年产尼龙56切片10万吨，可实现销售收入40亿元。

04

阳煤化工

2020年7月1日，阳煤化工股份有限公司和河北美邦工程科技股份有限公司在山西省太原市签署《生物酶法制备尼龙56技术开发合作框架协议》，开发以赖氨酸为原料的生物法生产戊二胺，使用戊二胺与己二酸直接合成尼龙56盐并聚合为尼龙56的技术，建设千吨级的中试装置并进行产业技术开发工作。

05

华阳新材料

2020年10月20日，华阳新材料科技集团与清华大学化工系签订了高性能生物基聚酯和尼龙等的研发和产业化合作备忘录，共同推进生物基材料新技术在山西的产业化。

国外生产生物基尼龙的企业：

01

阿科玛

近年来，阿科玛公司在蓖麻油方面的布局逐渐完善：其收购了癸二酸生产商卡斯达，以及苏州翰普高分子材料，还有一家从事蓖麻油生产的印度公司。近年来，通过产业链整合，阿科玛已成为了全球生物基PA1010的最大供应商之一。

4月22日，阿科玛发布公告称，阿科玛位于新加坡裕廊岛的新工厂将于2022年上半年开始生产氨基十一酸单体及其Rilsan®聚酰胺11（PA11）高性能聚合物，此次新工厂的投建将会提升阿科玛全球PA11 50%的产能，新工厂也将成为阿科玛第二家氨基十一酸单体生产基地。

02

赢创

赢创在2009年首推生物基聚酰胺VESTAMID®Terra，2019年重组其聚酰胺业务，并在德国投资约4亿欧元（约合人民币31.23亿元）建造全新的PA12一体化生产装置，扩大其在德国马尔化工园区内透明聚酰胺的生产，投入使用后，其总体产能将翻倍。
赢创发布的透明尼龙新牌号TROGAMID®myCX eCO，含有40%的生物基原料，完全使用可再生能源。

03

杜邦

杜邦利用从蓖麻油（一种非可食用植物）中提取的癸二酸取代碳氢化合物，制备出再生生物基聚合物Zytel®RS。杜邦Zytel®RS尼龙树脂产品系列中，PA1010和 LCPA 中的可再生来源材料占20%-100%，PA610中的可再生来源材料占20%-63%。

04

巴斯夫

2010年，巴斯夫宣布向市场推出由己二胺和癸二酸生产，癸二酸由蓖麻油制成的生物基尼龙610。早先尼龙610生产厂在德国路德维希港。对于特种聚合物业务，巴斯夫在2013年进行了一系列投资，其中包括收购马扎费罗巴西的聚酰胺聚合物业务。
近期，巴斯夫与Sculpteo合作推出四种由可再生蓖麻油制成的尼龙PA11 3D打印粉末，生物基PA已用于马自达汽车关键零部件。

05

兰蒂奇

兰蒂奇集团拥有35年的高技术聚酰胺生产经验，多样化的配方。其中有PA6.10 的Radilon® D系列，以可再生能源为基材制备而成。PA6.12的Radilon® DT系列及共聚物PA6.10/6.6的RADILON CD系列，也都是都是来自纯天然的生物基材。

06

帝斯曼

DSM以丁二胺为原料，生产出符合碳中和概念的PA410，以及PA4T及其共聚物。据悉，这一生产技术的相关商业化装置已于2014年开建，凭借独有技术DSM生产出的生物基己二胺，其成本要比传统的石油基己二胺降低20-25%，同时减少50%的温室气体排放。

近期，帝斯曼在生物基聚酰胺方面开发了高性能EcoPaXX生物基PA410系列产品，此外还以该产品为基础开发出PA410新型聚酰胺薄膜用于饮用水方面。

07

索尔维

索尔维通过采用蓖麻油基制备出PA10生物基尼龙，机械性能优，熔点高达215℃。索尔维在2011年9月收购了罗迪亚公司，TECHNYL系列尼龙是原罗地亚尼龙产品线。近期，索维尔采用非食物可再生原料，利用100%的可再生电力生产出低碳排的高性能生物基尼龙，扩展其产品品种，可用于电动汽车中高性能电气和电子应用。



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