近日，LG化学与CJ第一制糖公司（以下简称“CJ”）签署了一项框架协议（HOA），拟成立一家合资企业，致力于生产和销售基于生物材料五亚甲基二胺（也称“戊二胺”）的环保尼龙（PA）。
作为韩国化学和食品生物这两个不同领域的代表性权威公司，双方计划通过该协议成为韩国国内首批生产从生物PA原材料到产品的全品类企业，从而确保稳定的商业竞争力。
此次合作的核心是，CJ将向LG化学提供五亚甲基二胺，这是生物基PA制造的关键成分。CJ将利用其从玉米和甘蔗中提取赖氨酸生产五亚甲基二胺的专业技术，LG化学则将对其进行聚合，利用这些供应的五亚甲基二胺在其工厂内制造生物基PA产品。
这种生物基PA由生物基材料制成，具有与石油基PA相同的耐热性和耐用性，适用于纺织、汽车、电子设备和医疗器械等广泛领域。值得注意的是，其使用生物基原材料的生产显著减少了碳排放。
高分子化学产业的话语权、先进技术与高端产品，曾经都牢牢掌握在欧美发达国家手中，起步晚、底子薄的中国花了数十年时间追赶，依然在许多领域被“卡脖子”。
生物基材料的发展却截然不同，我国虽然起步也稍显落后，但是得益于国家战略层面的重视，以及原料成本、市场规模、完整的工业体系支撑等多重优势，具备了“弯道超车”的机会。
目前，国内已经初步构建了以聚乳酸、聚酰胺（尼龙）产业化，多种生物基材料快速发展的格局。数据显示，2021年，我国生物基材料产能1100万吨（不含生物燃料），约占全球31%，产量700万吨，产值超过1500亿元。
生物基尼龙的表现尤为亮眼。在国家“双碳”背景下，国内一批龙头企业率先在生物基尼龙领域进行布局，在技术研究和产能规模上都取得了突破。
不完全统计，国内已投产的生物基尼龙项目包括：金发科技5000吨/年PA10T，伊品生物2万吨/年生物基尼龙盐项目，凯赛生物10万吨/年PA56生产线万吨/年生物法癸二酸项目……
曾经，合成尼龙66的关键单体己二腈长期被巴斯夫、英威达、奥升德等外企垄断，直到2022年，我国才拥有第一套自主研发的己二腈生产装置。
相比传统石油基材料，生物基材料因来源于甘蔗、玉米、秸秆、谷物等，具有原料可再生、碳排放大幅减少等优势，不仅可以帮助人类减少对石油资源的依赖，对于缓解全球能源危机同样具有重要作用。中科院天津工业生物技术研究所统计数据显示，生物制造产品与石化产品相比，平均节能减排30%~50%，未来有望达到50%~70%，是替换化石原料和推动传统产业升级的关键材料。
目前，全球生物基材料产能已超过3500万吨，仍保持着高速增长，成为产业投资与技术创新最热门的方向之一。市场方面，越来越多品牌推出使用生物基材料生产的产品。政策方面，全球各大国家都正在推动生物基材料产业的发展与完善。可以预见，生物基材料即将迎来全盛发展的时代。
PA化工行业是现代化学工业的重要组成部分，在塑料、涂料、橡胶、玻璃纤维等领域有着广泛的应用。2022年全球PA市场规模达到2455.06亿元，预计到2028年全球PA市场规模将达到3274.61亿元，在预测期间PA市场年复合增长率预估为4.91%。
传统PA的工艺主要是石化法，以石油为原料进行生产，而当今气候变化能源危机正在引起世界范围内产业格局的重大变革，石油存量日益减少且对石油的过度开采造成了诸多的环境问题，而生物制造因其具有更高效、更绿色环保的特点正在成为能源结构调整的重要方向之一。生物基PA是利用可再生的生物质（如葡萄糖、纤维素、植物油）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（如生物基内酰胺、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材料，具有绿色、环境友好、原料可再生等特性，广泛用于纺织、汽车、电子设备等众多领域。
随着PA材料需求的逐步提升，在能源结构调整大背景下，生物基PA的市场空间广阔。就中国而言，PA66的重要原材料己二胺，目前国内部分企业已经能够实现生产并正在逐步进行国产替代，但由于整体产品质量与国外成熟产品仍有差距，整体替代进程较为缓慢。生物基戊二胺能够替代己二胺制备生物基PA材料，一方面能够有效加速PA国产化进程，另一方面也将打开国内生物基PA市场空间。
●油路线常采用蓖麻油、油酸、亚油酸等可再生的天然油脂，经过酯交换、高温裂解等一系列的化学反应，制备出PA单体。通过油脂制备的PA单体主要有ω－十一氨基酸、癸二酸、壬二酸等。
●糖路线主要是通过微生物技术或化学方法将葡萄糖、纤维素、淀粉等可再生的糖类物质转化为PA单体的路线。其中最为成熟的是葡萄糖路线，其基本原理是采用微生物技术，对糖类物质进行发酵合成PA单体。目前多糖路线还处于研发中。
常见的生物基PA材料包括PA66、PA56、PA11、PA1010、PA610、PA510、PA 410、PA1012等。与来源于石油的PA6和PA66相比，生物基PA（如PA11和PA1010）具有更长的烷基链， 熔点在180~195℃之间，比PA6和PA66的熔点低30~60℃。更长的烷基链使得生物基尼龙吸水率更低（一般在0.1%~ 0.4%），冲击强度比PA6和PA66高50%，具有更好的韧性，但是拉伸强度和拉伸弹性模量不如PA6和PA66高。
生物基尼龙产业方兴未艾，国内上游原料端的技术和产能突破，为下游新材料的创新研发提供了丰沃的土壤。
上游原料端，以凯赛生物为代表的国内供应商已掌握合成生物基尼龙56关键原料长链二元酸的制备工艺，尼龙56有望替代尼龙66，可绕开海外对中国企业己二腈原料的供应限制。
下游新材料端，2022年长塑实业开发出生物基双向拉伸聚酰胺薄膜BiOPA®，成为全球少数具备这项技术的企业。该款功能性薄膜兼具低碳排和高性能的特点，通过TUV一星认证，生物基含量20%~40%，在日化产品、工业包装、电子包装等领域有着广泛的应用前景。
此外，我国是世界主要的甘蔗、玉米生产国之一，不难发现，从植物原料供应到生物基尼龙聚合技术再到生物基尼龙薄膜拉伸技术，中国已经悄然形成了一条具备世界竞争力的生物基尼龙产业链。
有专家表示，随着生物基尼龙产能规模持续释放，它的普及应用只是时间问题。可以断言，那些提前着手生物基尼龙产业布局与研发投入的企业，将在新一轮全球产业变革与竞争中占得先机。
党的十八大以来，生物产业作为七大战略性新兴产业之一，取得了长足的发展。我国生物基材料的发展也跃上了一个新的台阶，产品种类逐渐增加，产业规模不断扩大，正从科研开发走向全面产业化规模应用。
在新能源实现汽车产业的弯道超车后，以生物基尼龙为代表的生物基材料有望成为我国下一个弯道超车的新赛道。
