我国就有多个生物基材料产业化极为成功的科研团队，南京工业大学K&k团队就是其中之一。

K&k团队开发的新型生物基聚氨酯、聚酯、尼龙、氨纶、助剂等新型高性能生物基材料，累计50余万吨/年产业化。

近日，南京工业大学副校长 K&k团队负责人 郭凯教授在2025首届生物有机合成与生物制造产业大会上做了题为《生物基材料工作思考》的演讲。

DT新材料产业研究院对此做了部分要点梳理，如内容整理有偏颇，欢迎指正。

01

抛开环保因素，对比性能，生物基 VS 石油基究竟有哪些优势？

1. 结构可实现精准调控

传统石化材料（如聚醚型氨酯）结构单一、改性困难，而植物基聚氨酯可通过分子设计实现精准调控。例如：

• 利用植物源的 羟基、氨基、羧基等活性基团，构建多样化聚合物网络；

• 保留天然大分子共价键结构，避免传统工艺对生物质的“切割-重组”损耗。
  

  
  

2. 原料的天然禀赋

生物质富含合成所需的活性官能团（如氨基酸、糖类、木质素等），显著优于石化原料。

郭凯教授说：“传统化工合成氨工艺仍面临选择性差、氧化安全性低等挑战，而生物质天然基团可直接参与高效聚合。” 

3. 资源循环闭环

• 盐碱地种植耐盐碱植物（如蓖麻），提取原料用于生物基聚氨酯生产；

• 江苏试验基地探索“盐碱植物→生物基材料→土壤改良”的循环模式。

02

从实验室到万吨级产业化，K&k团队做对了什么？

不写孤岛式论文，践行贯通式科研

1. 基础研究：探索微尺寸效应作用机制，突破工程化技术瓶颈

发表Prog.polym.Sci.、Appl.Catal.B-Environ.、Matt等SCI论文300余篇

2. 共性技术：构建微流场工程化技术与装备，推进工程化

• 授权国际专利20余件（新结构12件）

• 已完成60余件专利的应用转化

• 第一完成人获得中国专利金奖

3. 工程转化：实现生物基材料、材料助剂、精细化学品

• 生物基材料超50万吨/年

• 第一完成人获国家技术发明二等奖1项

成果举例：在多元组分过程和聚合过程中进行技术创新，通过这些改进，降低了65%以上的生产成本。

03

落地产品：从高铁到家居，不做Follower，已成Leader

K&k团队基于常见的生物质原料构建了完整的生物基材料产品体系：

1. 植物油：聚氨酯（5+15万吨/年）、增塑剂（ESO：5万吨/年、EFAME：3吨/年、GTA：3万吨/年）、尼龙

2. 二元酸/醇/羟基酸：大宗聚酯、医用聚酯、功能性聚酯（5万吨/年）、聚氨酯（6万吨/年）

3. 赖氨酸：尼龙、聚氨酯

4. 糖：FDCA、HMF

5. 柠檬酸：增塑剂（柠檬酸酯：6万吨/年）

6. 木质素：助剂（橡胶助剂）

多款材料已实现产业化，以下是产业化案例：

案例1：生物基聚氨酯5+15万吨/年

该产品是首款通过全球五大生物基材料认证的聚氨酯产品，五大认证为：德国DIN、欧盟OK Biobased、日本BP、美国UL、美国USDA。

已用于一带一路铁路、川藏线、西气东输、三峡等重大工程领域。

具体应用领域包括：

①保温隔水材料：突破铁路隧道保温隔水难题

②防腐涂料：首款无锌树脂型防腐涂料

③建筑结构胶：已应用超600万㎡

④电子灌封胶：用于美的等大品牌产品

⑤软泡：超900万只

案例2：生物基增塑剂17万吨/年

该产品树立了我国无毒增塑剂产业国际领先地位，迫使欧美产品推出中国市场

采用植物油、柠檬酸等生物质作为原料，已量产：5万吨/年环氧植物油；3万吨/年三醋酸甘油酯；6万吨/年柠檬酸酯；3万吨/年环氧脂肪酸甲酯。

案例3：生物基氨纶6万吨/年

构建了生物基氨纶纤 单体制备→材料聚合→纺丝成套工艺，获美国USDA认证、GRS认证，生物碳含量高达76%。

开发了新型高性能生物基氨纶产品“奥美南Omina”

K&k团队践行 贯通式科研，深度服务产业，已与中国石化、英国VT等七十余家国内外企业开展合作，为推进双碳战略、促进化工、材料产业升级提供技术方案。

郭凯教授曾受邀参与由DT新材料主办的生物基大会（Bio-based）并分享相关研究成果。

▌参考信息：本文部分素材来自演讲现场信息，由DT新材料重新编写，系作者个人观点，本平台发布仅为了传达一种不同观点，不代表对该观点赞同或支持。如果有任何问题，请联系我们：18094560191（微信同号）