生物基材料及生物基抗氧剂的发展

高分子材料行业由传统观念“资源——产品——废弃物”转变为“资源——产品——再生资源——再生产品”的生态观念，目的是以尽可能少的资源消耗和最低的环境代价，为高分子材料生产加工获取最大的经济效益产出和最少的废物排放，实现经济、环境与社会效益的三统一。生物基抗氧剂与传统的以化学品作为原料合成的添加剂有很大的区别，其原料来自于可再生生物质，具有绿色、经济、可循环再生等特性。随着石油资源的日益减少以及社会可持续发展的要求，以生物基为原料生产的化工产品是人类实现可持续发展的必由之路、可以缓解抗氧剂行业对石化产品的依赖以及由此引发的环境污染等问题。因此，研发生物基产品已经成为世界科技创新领域的前沿趋势。

生物基原料是指一些可再生物质，包括农作物、树木和其它植物及其提取物等，其特点是绿色无毒、对环境友好、可循环再生。目前研究使用较多的生物基原料主要有腰果酚、天然脂肪醇、天然甜味剂、天然抗氧剂等。采用该类天然化合物为原料合成的抗氧剂，具有绿色、环境友好、原料可再生以及可生物降解的特性，在工农业、国防等领域广泛应用，可缓解环境和能源压力，同时对促进可再生能源产业升级、能源多元化具有重要的现实意义，符合绿色化学的定义以及国家可持续发展战略要求。以生产尼龙为例，使用新型的生物基材料相比传统材料，会在生产过程中，每生产1Kg减少碳排放4.31kg，有资料显示如果每年利用我国50%的秸秆、40%的粪便、30%的林业废弃物，以及开发5%、约550万公顷边际性土地种植能源植物，同时建设约1000个生物质转化工厂，那么其生产能力便相当于年产石油5000万吨，其产能相当于一个大庆油田（年产石油4800万吨）。

（1）腰果酚

腰果酚是一种从天然腰果壳油中提炼的有机物，来源广泛，储量巨大，属于绿色环保的化工原料。腰果酚含十五烯基间位酚，使其具有酚羟基、酚羟基的邻对位、烯键等多个反应位点，利用腰果酚的结构特点，可以在聚合物分子中生成新的官能团来合成新结构的抗氧剂。此外，腰果酚还在表面活性剂、胶黏剂及涂料等领域应用广泛，是目前能够投入使用的最廉价、最易得、最现实的生物基高分子原材料。 

（2）天然脂肪醇

脂肪醇是指碳链长度大于8个、羟基位于碳链末端上的直链醇。天然脂肪醇是从天然动植物油脂（椰子油、棕榈油和牛油等）中提取，具有环保、来源广泛并可再生三大优势。天然脂肪醇价格低廉、产品无毒、安全可靠，符合绿色发展的观点。天然脂肪醇分子结构中的羟基可反应制备一系列脂肪醇衍生物，是生产增塑剂、抗氧剂、表面活性剂和润滑油等添加剂的重要基础原料。

（3）天然甜味剂

糖醇类的甜味剂主要有木糖醇、山梨醇、果糖、赤藓糖醇等，以木糖醇为例，木糖醇在自然界中分布范围广泛，可从白桦树、玉米芯、甘蔗渣等植物原料中提取，商品木糖醇主要是将农业植物纤维（如玉米芯、甘蔗糖等）经水解、加氢制取的，是一种普遍的生物基多元醇，外观为白色结晶粉末，属于绿色环保原料，具有可再生、价格低廉、来源丰富、性能优异等优点，广泛用于口香糖、防龋齿牙膏、化妆品、药品及食品等。

高分子材料向绿色、环保方向发展是当前行业热点与趋势，生物基抗氧剂是助推高分子材料行业绿色、健康、安全、环保化的升级产品，生物基抗氧剂具有环境友好、无污染性残留物，对生态系统无不良影响的特点。随着世界经济的快速发展及资源的进一步开发，塑料制品遍布在我们生活的每一个角落，生物基抗氧剂可以用于与食品接触的包装材料如餐盒、水杯等制品中，以及医疗器械领域，例如输液管、注射器、防护服等，此外还可应用于航空航天、汽车、高铁、手机等高端制造领域，例如火箭密封圈、汽车保险杠、飞机及高铁的内饰、座椅和手机外壳等。生物基抗氧剂具有很好的耐迁移性，且容易降解，不会对人体产生危害，通过添加生物基抗氧剂，可增强产品性能，延长使用寿命。