产业化以来，聚酰胺PA材料已被广泛用于纺织、汽车、电子电器、包装、体育产品等方面。在众多PA材料中，PA6和PA66的应用最为广泛，占PA总产量的90%以上。目前，这两种PA材料来源于石油等不可再生资源。随着全球石油资源的日益匮乏，来源于可再生资源的生物基PA材料受到广泛关注。
(资料图片)
生物基PA材料是指生产PA所需原料（一般是二元酸、二元胺或者环内酰胺），利用可再生的生物质资源，如葡萄糖、纤维素、植物油（包括蓖麻油、油酸与亚油酸等），通过生物工程方法得到。
生物基尼龙单体工艺路线
生物基尼龙生物工程方法一般包括两种路线，即糖路线和植物油路线。其中糖路线是利用微生物，对葡萄糖或者纤维素等原料进行发酵得到PA原料的路线；植物油路线是指以植物油为原料（比如蓖麻油），经过一系列化学转化得到PA原料的路线。
多糖路线
多糖路线主要是通过微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。
γ-氨基丁酸
γ－氨基丁酸是合成PA4的单体，其生物质生产方法是以葡萄糖等糖类为原料，经过生物、化学的方法得到谷氨酸，谷氨酸再经脱羧反应得到γ－氨基丁酸。
己内酰胺
己内酰胺是合成PA6的重要单体，其也可以通过生物质原料转化而来，目前主要工艺是以赖氨酸为原料制备己内酰胺，美国密歇根州州立大学利用谷氨酸棒状杆菌将葡萄糖、甘蔗等含糖有机废弃物发酵制取赖氨酸，然后将赖氨酸盐在乙醇中加热回流得到己内酰胺，其生产流程如下图所示。
2018年吉诺玛蒂卡公司和意大利PA生产商埃克菲尔公司签署一项合作协议，致力于工业化规模生产生物基己内酰胺的“Geno CPL”生产技术。
己二酸
己二酸是合成PA66的重要单体，其同样可以通过生物原料来制备，目前主要的工艺路线如下图所示。
戊二胺
1,5-戊二胺是合成PA56的重要单体，其生物基路线主要是先由生物质原料制得赖氨酸，然后在赖氨酸脱羧酶的作用下脱羧从而得到1,5-戊二胺。
植物油路线
油脂路线常采用蓖麻油、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。
1）ω-十一氨基酸的制备
以蓖麻油为原料可以制备ω-十一氨基酸。整个工艺的关键在于如何通过蓖麻油制备十一烯酸，目前主要有蓖麻油酸甲酯裂解法、蓖麻油酸裂解法和蓖麻油裂解法3种工艺。
蓖麻子
其中蓖麻油酸甲酯裂解法是最成熟的工艺，已由阿科玛公司实现工业化，其生产流程如下图所示。此工艺也是目前工业上最主要的生产工艺。
2）癸二酸的制备
以蓖麻油为原料制备癸二酸的经典工艺是先由蓖麻油催化水解或加碱皂化生成蓖麻油酸，再在260~280°C下以苯酚为稀释剂加碱裂解，最后经酸化等纯化处理后得到癸二酸。
传统癸二酸生产流程
蓖麻油酸的裂解是由蓖麻油制备癸二酸的关键环节，该工艺直接影响癸二酸的收率和质量。
3）壬二酸的制备
天然油脂中的不饱和脂肪酸多在第9位存在一个不饱和双键，以不饱和脂肪酸为原料，通过氧化裂解即可生产壬二酸，这也是目前生产壬二酸的最主要工艺。常用的不饱和脂肪酸有油酸、亚油酸、桐油等，工业上多以工业油酸为原料来生产壬二酸。
大豆
油酸是不饱和的十八碳脂肪酸，棉籽油、大豆油、米糠油等植物油和猪、牛、羊等动物油脂均可用来生产油酸。
美国Emery公司和意大利Matriva SPA公司是世界上主要的壬二酸生产厂家。
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