bioecon Раздел для участников
Технология · Биохимия и промышленная биотехнология / Полимеры и материалы

Биооснованные полиолы и биополиуретаны

Возобновляемые гидроксилсодержащие строительные блоки из растительных масел, лигнина и жидкого орехового масла кешью, заменяющие нефтехимические полиолы и изоцианаты в эластичных пенах, покрытиях, TPU и эластомерах.

Риск: низкий Краски и покрытия US · CN · EU · IN Наука: почему это работает → проверено 2026-06-29 · 7 Источники (0 независимых)

1 · Что даёт

Биооснованные полиолы — это гидроксилсодержащие интермедиаты, синтезируемые введением –OH-групп в триглицериды растительных масел (соевое, касторовое, рапсовое, льняное) либо в альтернативные ароматические виды сырья (лигнин, жидкое масло скорлупы кешью CNSL). При реакции с (био-)изоцианатами они образуют биополиуретаны — эластичные и жёсткие пены, термопластичные полиуретаны (TPU), покрытия, клеи и эластомеры — на 30–100% состоящие из возобновляемого сырья по сравнению с нефтехимическими аналогами. Линейки полиолов на основе натуральных масел, такие как Sovermol от BASF, обычно имеют 80–100% биосодержания, а удлинители цепи на базе био-PDO снижают выбросы парниковых газов от колыбели до ворот на величину до 86% по сравнению с ископаемым PDO. Мировой рынок полиуретанов, по прогнозам, превысит $90 млрд к 2026 году, а только сегмент соевых полиолов в США вырастет с $487,6 млн (2026) до $1 033 млн (2035) при среднегодовом темпе роста 8,70% — поэтому даже частичная замена на биосодержание смещает объёмы закупок на миллиарды долларов. Гидроксильные числа настраиваются в диапазоне 50–240 мг KOH/г под задачи эластичных пен, жёсткой изоляции или покрытий.

Ключевые направления биооснованных полиолов и биополиуретанов:

  1. Полиолы из растительных масел (соевые / касторовые / рапсовые / полиолы из отработанных масел UCO): эпоксидирование ненасыщенных жирных кислот с последующим кислотно-катализируемым раскрытием кольца спиртами или диолами — магистральный маршрут, дающий полиолы с биосодержанием >80% для эластичных пен, матрасов и автомобильных сидений.
  2. Биооснованные диизоцианаты (био-PDI): прецизионная ферментация лизина в 1,5-пентандиамин с последующим бесфосгенным превращением в пентаметилендиизоцианат — прорыв, устраняющий последнюю 100%-нефтехимическую половину полиуретана, реализованный в масштабе 50 тыс. т/год в Китае.
  3. Неизоцианатные полиуретаны (NIPU): реакция циклических карбонатов (из эпоксидированных масел + связанного CO2) с биооснованными диаминами, полностью исключающая токсичную фосген- и изоцианатную химию — ответ ЕС на ограничения ECHA на изоцианаты.
  4. Лигниновые полиолы и полиолы из CNSL (ароматические биополиолы): частичный гидролиз крафт/органосольвентного лигнина или этоксилирование карданола из жидкого масла скорлупы кешью, дающие жёсткий ароматический каркас с собственной огнестойкостью и экстремальной гидрофобностью для морских покрытий.

Секторальная цепочка создания ценности#

[растительные масла / лигнин / CNSL] ──> [эпоксидирование + раскрытие кольца] ──> [биополиолы (B2B)]
                                                  │
                                        (ОН-число 50–240 мг KOH/г)
                                                  │
                                                  ▼
[био-PU пена / TPU / покрытие] <─── [реакция с био-PDI / NIPU] <─────────┘

Уровни цепочки создания ценности#

УровеньОписаниеКлючевые входы/выходы
Сырьевое обеспечениезакупка сои, касторовых бобов, рапса, UCO, лигнина, CNSLВход: масличные семена, кастор-бобы, отработанные масла.
Выход: очищенные триглицериды.
Эпоксидированиенадкислотное окисление C=C-связей до оксирановых колецВход: растительное масло, H2O2, муравьиная кислота, смола.
Выход: эпоксидированное масло.
Раскрытие кольца / синтез полиолакислотно-катализируемое раскрытие кольца с внедрением –OH-группВход: эпоксид, спирт/диол, катализатор.
Выход: биополиол (заданное ОН-число).
Био-изоцианат / предшественник NIPUферментированный пентандиамин → PDI, либо циклический карбонатВход: лизин, сахара, CO2, диамины.
Выход: био-PDI / циклический карбонат.
PU-реакция / вспениваниевысок-pressure смешение полиола + изоцианата, либо NIPUВход: биополиол, био-PDI, катализаторы.
Выход: пена / эластомер / TPU.
Сертификация и контроль качестваASTM D6866 C14, масс-баланс ISCC PLUS, CertiPURВход: отверждённые изделия, испытательные стенды.
Выход: сертифицированное био-PU изделие.

Сквозные технологии сектора:

  • Химия эпоксидирования и раскрытия кольца (Epoxidation + Ring-Opening): надкислота in situ из H2O2 и карбоновой кислоты на катионообменной смоле с последующим кислотно-катализируемым раскрытием оксирана — управляет ОН-числом и функциональностью.
  • Ферментация био-PDO (Bio-PDO Fermentation): прецизионная ферментация глюкозы кукурузного сиропа в 1,3-пропандиол (Susterra/Zemea), используемый как удлинитель цепи и полиол политриметиленэфиргликоля (PO3G).
  • Масс-баланс ISCC PLUS (ISCC PLUS Mass Balance): сертифицированный учёт по методу book-and-claim, распределяющий возобновляемое сырьё по био-атрибутированным маркам PU (Desmopan EC, Sovermol) на действующих активах.

2 · Что заменяет 2 · подобрано по отрасли

D1E–Связующие на биосырье и биорастворители вместо нефтехимических смол и систем на летучих органических растворителях в красках и покрытиях
Заменяет: Алкидные/акриловые связующие из нефтяного сырья; системы на летучих органических растворителях (уайт-спирит, толуол, ксилол) в красках на …
CHEM
D1E–Консервация красок и покрытий с меньшим количеством изотиазолиноновых биоцидов — гигиена рецептуры, низкая активность воды и бустеры на биосырье
Заменяет: Рутинная загрузка изотиазолинонов (MIT/CMIT/OIT/BIT) как консерванта в таре и противогрибковой защиты плёнки в водных красках
CHEM

3 · Как внедрить 6 шагов

  1. 1
    Очистка масла и входной контрольОчистка и downstreamИспытания и аналитика
    Соевое масло фильтруют и отбеливают активированной глиной; йодное число должно превышать 120 г I2/100 г (ненасыщенность), а кислотное число оставаться ниже 1 мг KOH/г для защиты последующих катализаторов.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    Esco Aster Сингапур
    ✓ ISO 9001 5,000 L промышленный масштаб
    “Adherent cell culture and downstream processing: commercialized Tide Motion bioreactor platform (MiniTide to TideXcell) with closed automated cell harvesting and single-use …”
    Suzano (B3: SUZB3) Бразилия
    ✓ ISO 9001
    “ISO 17025”
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) Индия
    ✓ ISO 9001 500 m3
    “Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
  2. 2
    Эпоксидирование триглицеридов
    Масло, муравьиную кислоту и катионообменную смолу загружают в реактор; 50% пероксид водорода дозируют в течение 3–4 ч при 60°C с рубашечным охлаждением — экзотерму удерживают ниже 85°C во избежание гелеобразующей полимеризации.
  3. 3
    Промывка, нейтрализация и вакуумная сушкаОчистка и downstream
    Смолу отфильтровывают, эпоксидированное масло промывают деионизированной водой и нейтрализуют, затем сушат под вакуумом при 90°C / 50 мбар до содержания воды ниже 0,05%.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    Esco Aster Сингапур
    ✓ ISO 9001 5,000 L промышленный масштаб
    “Adherent cell culture and downstream processing: commercialized Tide Motion bioreactor platform (MiniTide to TideXcell) with closed automated cell harvesting and single-use …”
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) Индия
    ✓ ISO 9001 500 m3
    “Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
    Algal Bio Япония
    промышленный масштаб
    “・Equipped with comprehensive downstream processing capabilities (Concentration, sterilization, and drying)”
    ScaleUp Bio Сингапур
    10,000 L пилотный масштаб
    “Core capabilities span pilot-industrial fermentation and downstream unit operations (centrifugation, TFF, chromatography, solvent extraction, spray/freeze drying) with cGMP …”
  4. 4
    Раскрытие кольца до полиола
    Эпоксид реагирует с метанолом или этиленгликолем над фосфорной кислотой при 120°C в течение 4 ч; избыток спирта отгоняют под вакуумом, а полиол настраивают на гидроксильное число ~150 мг KOH/г.
  5. 5
    Приготовление А-компонента и вспениваниеРецептура и смешивание
    Биополиол смешивают с водой (вспениватель) и аминным катализатором, затем соединяют с био-PDI изоцианатом в смесительной головке высокого давления при 150 бар и дозируют в форму при 50°C — время старта 10–15 с, время гелеобразования 40–60 с.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    India Glycols (NSE) Индия
    ✓ ISO 9001 7,500 MT/ промышленный масштаб
    “Recent expansions and new facilities across процесses: MEG production growth (up to 200,000 MTPA), EO purification, ethoxylate, sulphation, formulation plants, and …”
    Rossari Biotech (NSE) Индия
    ✓ ISO 9001 промышленный масштаб
    “The company also announced a new greenfield blending facility in Thailand to boost Southeast Asia operations and smarter capacity utilization across its HPPC, TSC, and AHN …”
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) Индия
    ✓ ISO 9001 500 m3
    “This is a satellite blending, mixing and formulation facility, located at Vashind near Shahapur and dedicated to the company’s Animal Nutrition business.”
    Thai Wah Таиланд
    10,000 tons
    “Premix Factory in Jiaxing, China, to develop and produce premixes for bakery, dim sum, coatings, and texturizers, with 10,000 tons annual capacity, signaling a shift toward …”
    Taiwan Sugar Corporation (TSC) Тайвань
    500,000 tons пилотный масштаб
    “It refines sugar (including refined white sugar, golden brown sugar, fine granulated sugar and invert sugar syrup), produces bio-based chemicals/biotech outputs (alcohol, …”
  6. 6
    Отверждение и QA/QCИспытания и аналитика
    Сформованную пену извлекают из формы через 5 мин и отверждают 24 ч при комнатной температуре; стандарт ASTM D3574 охватывает плотность, прочность на растяжение и остаточную деформацию, а испытания во флуктуационных камерах подтверждают отсутствие эмиссии остаточных аминов и изоцианатов перед отгрузкой био-PU изделия.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    Esco Aster Сингапур
    ✓ ISO 9001 5,000 L промышленный масштаб
    “Esco Aster (Singapore) is a cGMP contract research, development and manufacturing organization (CRDMO/CDMO) and bioinnovation venture accelerator that helps clients and …”
    Suzano (B3: SUZB3) Бразилия
    ✓ ISO 9001
    “ISO 17025”
    GenScript ProBio / Genscript Китай
    промышленный масштаб
    “ProBio: A global CRDMO (contract research, development, and manufacturing organization) providing end-to-end solutions for biologics and cell and gene therapy (CGT).”

4 · Кто поставит

Подобранные поставщики (подобраны автоматически)

Cathay Biotech 凯赛生物 (SSE 688065)КитайПроизводительработает
Shandong Bailong Chuangyuan (BLD Bio)КитайНаука / R&Dработает
TorayЯпонияПроизводительработает
COFCO Biotechnology 中粮科技 (SZ 000930)КитайНаука / R&Dработает
NovamontИталияНаука / R&Dработает

Известные поставщики

Cathay Biotech 凯赛生物 (SSE 688065)

В каталоге услуг и поставок 2 · платная услуга

Биополимеры и материалы · Контрактное производство (CMO/CDMO/толлинг)

Ведущие компании и институты (из обзора)

Компания / ИнститутСтранаКлючевые продукты / платформыТехнологические особенностиStatus 2026
Cargill🇺🇸 СШАBiOH соевые полиолыэпоксидированное соевое масло, эластичная пенаCommercial
CovationBio PDO🇺🇸 СШАSusterra / Zemea био-PDO77 000 т/год, CO2 ниже на 86%Commercial
Covestro🇩🇪 ГерманияDesmopan EC био-TPU, био-анилин MDIдо 60% биомассы, Bio4PURContiCommercial
BASF🇩🇪 ГерманияSovermol полиолы из натуральных маселбиосодержание 80–100%, кастор/рапсCommercial
Cathay Biotech🇨🇳 Китайбио-пентандиамин, длинноцепочечные диоксикислоты50 тыс. т/год предшественника PDI, 688065.SHCommercial
Jayant Agro-Organics🇮🇳 Индиякасторовые биополиолы (Vithal Castor Polyols)90% доля VCPL (2026), NSE:JAYAGROGNCommercial

5 · Правила и путь на рынок

Путь в РФ / ЕАЭС: CHEM · Минпромторг (регистрация) / Роспотребнадзор (уведомление о новых веществах)
государственная регистрация ~10–15 рабочих дней после экспертизы; новые вещества требуют уведомления
Информация, не юридическая консультация — уточните процедуру для вашего продукта. (2026-10-06)
США

США лидируют в сегменте соевых полиолов, опираясь на пояс переработки сои на Среднем Западе и федеральные преференции по закупкам в рамках USDA BioPreferred.

лидерство в соевых полиолах, удлинители цепи на био-PDO, спрос со стороны автопрома и постельного сектора#

  • BiOH полиолы Cargill: эпоксидированные/гидроксилированные соевые полиолы, поставляемые в эластичные пены для матрасов и автосидений (обивка Room & Board, сиденья Ford), замещая часть нефтехимического полиола.
  • CovationBio PDO (бывш. DuPont Tate & Lyle): 77 000 т/год био-PDO из регенеративной кукурузы Среднего Запада, переработка в Лаудоне (шт. Теннесси) — углеродный след ниже на 86% (4,41 кг CO2-экв.) относительно ископаемого PDO, 20 лет на рынке.
  • Рынок соевых полиолов в США: $487,6 млн в 2026 г., прогноз до $1 033 млн к 2035 г. при CAGR 8,70%, причём маршруты EPA TSCA Section 5 и USDA BioPreferred ускоряют переформулирование.
Евросоюз

ЕС лидирует в неизоцианатных полиуретанах (NIPU) и циркулярном сырье, что продиктовано ограничениями ECHA на токсичные изоцианаты в строительных пенах и покрытиях.

НИОКР по NIPU, сырьё UCO/животные жиры, сертификация ISCC PLUS + OEKO-TEX#

  • Био-анилин + MDI от Covestro: проект Bio4PURConti стоимостью €8,4 млн, финансируемый ЕС (июнь 2026 г.), нацелен на первый в мире непрерывный процесс био-анилина для MDI, сокращая до ~20 млн т/год мировых выбросов CO2 от ископаемого анилина; TPU Desmopan EC содержит до 60% биомассы углерода (след ниже более чем на 20%).
  • Полиолы Sovermol от BASF: полиолы на основе натуральных масел (рапс/кастор) с биосодержанием 80–100% для бесстворных промышленных, морских покрытий и покрытий ветрогенераторов.
  • Циркулярное сырьё: отработанное пищевое масло (UCO) и технические животные жиры эпоксидируют в полиолы, избегая конкуренции за землю с продовольственным сектором; стандарты OEKO-TEX Standard 100 и CertiPUR регулируют эмиссию эко-кожи и мебельных пен.
Китай

Китай — мировой хаб биооснованных диизоцианатов, превращающий касторовое масло и ферментированные диамины в первые в мире полностью биооснованные PU-эластомеры и пены.

прорыв био-PDI, мега-заводы касторового масла, государственные субсидии зелёной химии#

  • Cathay Biotech (688065.SH): прецизионная ферментация лизина в биопентандиамин (50 тыс. т/год, предшественник PDI) и длинноцепочечные дикарбоновые кислоты (115 тыс. т/год, DC10–DC18), а также биополиамиды (100 тыс. т/год); выручка за 3-й квартал 2025 г. — 2,545 млрд юаней (+14,9%), 494 патента.
  • Заводы касторовых полиолов: крупные предприятия в провинциях Чжэцзян и Цзянсу модифицируют касторовое масло в полиолы для глобальной цепочки устойчивых подошв обуви.
  • Государственные субсидии: проекты зелёной химии субсидируются в рамках программ по снижению углеродоёмкости промышленности, а стандарты GB по качеству воздуха в помещениях ужесточают требования к чистоте.

6 · Финансирование: тендеры и гранты

ГрантГранты на развитие потенциала сельскохозяйственных колледжей, не входящих в систему land-grant
National Institute of Food and Agriculture · США
10 нояб. 2026 г.
25 дн.
ГрантИнновации и масштабирование углеродного земледелия
European Commission · Евросоюз
23 сент. 2027 г.
342 дн.
ГрантРазвитие потенциала для продления жизненного цикла продукции за счёт ремонта и восстановления
European Commission · Евросоюз
22 сент. 2027 г.
341 дн.

7 · Технологический стек

Стек сочетает синтез олеохимических полиолов с новым поколением биооснованных мономеров жёсткого сегмента и неизоцианатных маршрутов.

  1. Маршрут эпоксидирования и раскрытия кольца (Epoxidation + Ring-Opening):
    • надуксусная/муравьиная кислота in situ из 50% H2O2 на катионообменной смоле при 50–70°C переводит C=C-связи в оксираны.
    • раскрытие кольца метанолом даёт эластичные полиолы с низкой функциональностью; этиленгликоль или глицерин повышает функциональность для жёстких пен — ОН-число настраивается на 150 мг KOH/г.
  2. Жёсткие сегменты на био-PDO и био-PDI (Bio-PDO / Bio-PDI):
    • ферментация кукурузной декстрозы в 1,3-пропандиол (полиол PO3G / удлнитель цепи) и ферментация лизина в 1,5-пентандиамин, превращаемый в пентаметилендиизоцианат.
    • пример: 50 тыс. т/год пентандиамина Cathay Biotech позволяет получать 100%-биооснованные PU-эластомеры; CovationBio PDO снижает выбросы ГГ на 69%, а потребление невозобновляемой энергии — на 60%.
  3. Неизоцианатные полиуретаны (NIPU):
    • CO2-присоединённые циклические карбонаты из эпоксидированных масел реагируют с биооснованными диаминами, давая гидрокси-PU без фосгена и свободных изоцианатов.
    • остаточные –OH-группы улучшают адгезию к металлу и стеклу, что подходит для европейского строительства и покрытий в рамках ограничений ECHA.

Источники 7 · 0 независимых · 7 сайтов производителей

Сайты производителей 7

  1. Cargill производитель проверено 2026-05-26 · ссылка не сохранена
  2. Dupont tate lyle производитель проверено 2026-06-18 · ссылка не сохранена
  3. Emery oleochemicals производитель проверено 2026-06-24 · ссылка не сохранена
  4. Covestro производитель проверено 2026-06-22 · ссылка не сохранена
  5. Basf производитель проверено 2026-04-27 · ссылка не сохранена
  6. Cathay biotech производитель проверено 2026-06-29 · ссылка не сохранена
  7. Jayant agro organics производитель проверено 2026-05-29 · ссылка не сохранена