【生物基能源与材料】获悉，8月19日，国家知识产权局公告显示，中科国生（杭州）科技有限公司成功获得一项名为“一种生物基芳香聚酰胺纤维的制备方法”的发明专利（授权号：CN116575138B）。

该专利以生物基呋喃二甲酸（FDCA）为关键原料，通过与芳香二元胺进行溶液聚合，再经湿法纺丝工艺制备出高性能生物基芳纶纤维。

这不仅是中国在生物基材料领域的一项技术突破，更标志着FDCA这一平台化合物，正在走向另一个真正具有商业规模的高价值应用场景——生物基芳纶。

上：生物基芳纶结构式

下：传统间位芳纶结构式

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为什么是芳纶？一个被“卡脖子”的高端材料

芳纶，与碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维并称为“世界三大高性能纤维”。其具备超高强度、高模量、耐高温、阻燃等极端性能，广泛应用于国防军工、安全防护、航空航天、新能源、通信光缆等关键领域。

图片来源：泰和新材官网

然而，这样一个战略材料，其技术和市场长期被美国杜邦公司垄断。杜邦在上世纪60-70年代发明出芳纶纤维，最知名的芳纶产品为“凯夫拉”纤维。杜邦在全球芳纶纸市场的占有率超过50%，高端应用领域几乎形成“供给霸权”。

中国虽已有泰和新材、中化国际等企业实现产业化突破，但在高端牌号、成本控制、市场信任度上仍面临挑战。尤其在当前国际经贸环境下，供应链自主可控已成为国家战略和产业共识。

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FDCA+芳香二元胺：不仅是“绿色”，更是“更好用”

中科国生此次获批的专利，核心创新在于：

原料创新：采用源自菊芋等非粮作物的生物基FDCA，替代石油基的对苯二甲酸（PTA）或间苯二甲酰氯；

工艺创新：聚合阶段在惰性气体保护下，将原料与极性溶剂（如N,N-二甲基乙酰胺）、助溶剂（优选氯化钙与氯化锂混合）等混合，于130-150℃反应；纺丝环节经喷丝板挤出、凝固浴成形、热水拉伸（2-4倍）及热定型拉伸（1-1.5倍）完成；

性能提升：所得纤维不仅力学强度媲美传统芳纶（断裂强度5.56 cN/dtex），更在回潮率（最高达11.62%）、染色性（阳离子染料上染率＞95%）、舒适性等方面表现更优。

这意味着，生物基芳纶不是简单的“环保替代品”，而是在性能、功能、可持续性三个维度同时升级的新材料。

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FDCA的最佳落地场景之一：为什么是芳纶？

FDCA此前的主要应用方向是PEF（聚呋喃二甲酸乙二酯）瓶片和纤维，但在推广中面临成本敏感度高、市场教育周期长等问题。

而芳纶，作为一个高附加值、高性能、价格敏感度相对低的细分市场，完美契合FDCA的现阶段产业化需求：

高价值容忍度：芳纶终端售价常位于10–30万元/吨，毛利率普遍在30%以上，远高于通用塑料甚至工程塑料，对生物基原料带来的成本增加包容性更强；

资料来源：泰和新材年报、华创证券

政策与市场需求双驱动：军工、新能源、国产大飞机等领域迫切需求高性能、可持续、自主可控的材料；

技术协同性强：FDCA的刚性呋喃环结构，天然适合合成高耐热、高强度的聚酰胺，与芳纶分子设计理念高度一致。

据华创证券预测，2025年全球芳纶市场规模将达370亿元，年复合增长率8%。其中中国市场的增速更快，尤其是在：

新能源车：电机绝缘材料、轮胎帘子布；

国防装备：防弹衣、装甲材料；

大飞机：C919、C929等的蜂窝芯材、结构部件；

工业防护：阻燃服、高温滤料等。

而中科国生此前已与泰和新材——国内芳纶龙头——达成战略合作，共同推进“呋喃生物基芳纶”的研发与产业化。这意味着，技术、产能、市场三要素正在快速对齐。

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