产能增长40%！兼具韧性与弹性的阿科玛Pebax®弹性体

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2024-03-07 / 行业新闻

2024年2月1日，阿科玛（Arkema）宣布其位于法国的Serquigny工厂成功启动新的Pebax®尼龙弹性体装置，将Pebax®弹性体在全球范围内的生产能力提高了40%。

图源：@阿科玛中国官网

针对此次扩能计划，阿科玛高性能聚合物业务部高级副总裁爱华先生表示，阿科玛很高兴启动Pebax®弹性体新的产能生产，这对其而言是一个极好的机遇，不仅可以满足其现有应用和新应用中不断增长的需求，同时也改进了生产工艺，将耗水量减少至约25%左右。

据悉，阿科玛Serquigny工厂自1949年开始运营，专门用于生产生物基尼龙聚合物，包括尼龙11品牌Rilsan®、尼龙12品牌Rilsamid®和尼龙弹性体品牌Pebax®、Pebax Rnew®。

2022年1月，阿科玛曾宣布过一次Serquigny工厂的扩能计划，首先在2023年第一季度将全球产能提高至15%，随后从第三季度开始再提高25%。

这些尼龙弹性体产品被广泛用于跑步鞋、足球鞋、滑雪靴等运动装备，同时还被应用于电子设备及其他专业市场领域，如抗静电剂和医疗设备等。

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高性能的聚酰胺发泡材料，具有广泛的硬度范围及优异回弹性

尼龙是一种合成的热塑性线性聚酰胺，英文名简称PA，其分子主链上含有重复酰胺基团热塑性树脂总称，包括脂肪族PA、脂肪族芳香族PA和芳香族PA，其中脂肪族PA品种多、产量大、应用广泛。

图源网络/侵删

凭借其优异的强度、相对良好的耐磨性和吸湿性、使用寿命长、耐化学药品、富有弹性、易于清洗等性能，尼龙被广泛用于多种应用，包括服装、橡胶材料的增强材料（如轮胎等）、绳索以及用于车辆和机械设备上的注塑件等。

但是，由于常规尼龙在增强、阻燃等改性后还是会有较大缺陷，如强亲水性、不耐高温、透明性差等，限制了其在更多场景中的应用。为了改善这些缺点并增加新的特性，一般会通过引入新的合成单体，得到一系列有不同特性、可满足不同使用场合的特种尼龙。

据Polaris Market Research数据显示，2019年全球特种尼龙市场规模约为25.3亿美元，预计到2026年全球特种尼龙市场规模有望达到36亿美元，年复合增长率达5.3%。

图源：知乎@化学平头哥

站在区域性发展的角度，亚太地区由于劳动力、原材料成本低，以及消费能力不断增强，成为当下特种尼龙行业规模最大的区域市场，预计未来其市场规模还会进一步扩大，将占全球特种尼龙总收入的一半左右。

近几年，随着我国新能源汽车行业的迅速崛起，带动了特种尼龙市场需求增速远高于全球市场需求增速，侧面证明了我国特种尼龙市场发展蕴藏着巨大的潜力。

特种尼龙主要可分为高温尼龙、长碳链尼龙、透明尼龙、生物基尼龙以及尼龙弹性体等。

（1）生物基尼龙

生物基尼龙是以生物质可再生资源为原料，通过生物、化学及物理等手段，制造用于合成聚酰胺的单体，包括生物基内酰胺、生物基二元酸、生物基二元胺等，再通过聚合反应合成的高分子材料，其合成工艺主要为植物油路线和糖路线。

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尼龙原料的路线；植物油路线则是以蓖麻油等植物油为原料，经过一系列化学转化得到尼龙原料的路线。

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由于糖路线目前尚处于研发阶段，多数企业都采用油路线。其中，阿科玛是全球生物基PA1010最大的供应商之一，拥有全系列生物基尼龙产品。

2021年11月，阿科玛宣布推出一种新型高刚性、循环可再生的医疗级高性能生物基聚酰胺11，即新型Rilsan® MED聚酰胺11，该产品含有65%的玻纤，拉伸模量达到18.5GPa，替代金属成为了要求严苛的外科手术器械的理想选择。

不仅如此，阿科玛还是第一家提供生物基透明尼龙的厂商，公司产品主要以蓖麻油为原料，其Rilsan®Clear产品生物基含量为45%和62%，凭借优异的柔韧性、耐化学性、抗疲劳性且比重轻等性能，被应用于光学眼镜。

（2）尼龙弹性体

尼龙弹性体（TPAE）是热塑性聚酰胺弹性体的俗称，指由高熔点结晶性聚酰胺（尼龙）硬链段和非结晶性的聚醚或聚酯软链段组成的一类嵌段共聚物，具有拉伸强度高、弹性恢复性好、低温抗冲击强度高、耐低温性优异等特点。

根据硬段和软段组分的不同，TPAE可分为许多种类。目前，市面上绝大部分的尼龙弹性体为聚醚酰胺嵌段共聚物，即PEBA。PEBA具有轻质且弹性高的性能特点，正常密度是0.07~0.08，也可以做成0.09~0.10，其具备优良的落球回弹性，最高能达到73%~75%。

图：PEBA分子结构式

图源：公众号@塑库网/侵删

PEBA在高端运动鞋材制造领域的应用十分热门，其多数情况下作为中底发泡材料的黑科技为知名运动品牌提供解决方案。如耐克的ZoomX，其本质就是Pebax材料经过超临界发泡制成，还有安踏的C202 5代 GT、李宁的䨻等，都由新型尼龙弹性发泡材料制成。

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可生产循环可再生的Pebax®尼龙弹性体

Pebax嵌段聚醚酰胺弹性体产品是不含增塑剂的热塑性弹性体，属于一种工程聚合物，其具有以下几个特性：相当广泛的硬度范围及良好的回弹性；显著的加工性能也使其成为生产部件的理想材料；优异的柔顺性；出众的低温抗冲击性能；在零下40℃至零上80℃之间性质变化很小，低温不硬化；对大多数化学品有抗腐蚀作用，且抗老化及抗日光暴晒性能优异。

站在性能的角度上来看，Pebax的聚醚软段赋予其优异的柔韧和高回弹性能，聚酰胺硬段又赋予其足够的刚度和出色的低温抗冲击性能。相较于传统的TPU材料，Pebax在低温情况下更具弹性，这也能从侧面证明Pebax材料能够保证在不同的温度变化下，性质变化极小，性能更为稳定。不仅如此，Pebax的质量更轻，比TPU材料更适合作为制造专业跑鞋的中底发泡材料。

图：不同弹性体的密度比重比较

图源：@阿科玛官网/侵删

Pebax高科技聚合物由阿科玛的研究人员开发而成，而Pebax®尼龙弹性体作为阿科玛旗下的生物基聚合物产品之一，具有独特的结构和优异的性能。

阿科玛的研发材料根据硬段聚酰胺种类的不同主要分为聚酰胺6型、聚酰胺11型和聚酰胺12型，其中，聚酰胺12型PEBA更为常见；聚酰胺11型PEBA使用了生物基来源的聚酰胺11；而聚酰胺6型PEBA因为合成难度比其他两类更高，目前只有极少数厂家实现了商品化。

阿科玛将其之前宣布的法国Serquigny工厂的Pebax®弹性体产能扩张从25%提升至40%，其Pebax®弹性体产能得到进一步提升，能够在未来支持体育、消费电子、医疗和工业市场合作伙伴客户的强劲需求，同时他们也认可高度专业化的Pebax®等级的轻质、柔韧性和出色的能量汇报，应用范围从超级跑鞋到导管或柔性设备屏幕。

随着客户的需求日益受到可持续性和和社会责任驱动，过去的几年阿科玛发明并生产出由可再生蓖麻籽制成的生物基Pebax® Rnew®。这些由生物基Pebax® Rnew®制成的发泡材料使得碳足迹得到了显著降低，并且可以作为阿科玛先进聚合物Virtucycle®回收计划的一部分被完全回收。

03 生物基尼龙弹性体全球需求上涨，驱动价值新蓝海

双碳战略背景下，构建绿色的生产制造模式已然成为未来发展的必然趋势。利用生物资源生产清洁燃料与合成材料，既能降低碳排放，又能带动农业发展，成为当前新形势下推动能源转型和经济转型的一大重要解决方案，生物基弹性体成为近年来广受关注的生物基材料之一。

图源网络/侵删

根据欧洲生物塑料协会数据，2022年全球生物塑料消费总量约222万吨，预计2027年全球需求总量达630万吨，复合年均增长率达14%。其中，亚洲是主要的生产区域，2022年产量全球占比约40%，预计2027年将提高至60%。

目前，我国的生物基材料得益于国家的政策支持，以及原料成本、市场规模、完整的工业体系支撑等多重优势，已经初步构建了以聚乳酸、聚酰胺产业化，多种生物基材料快速发展的格局。

公开数据显示，2021年，我国生物基材料产能1100万吨，约占全球31%，产量700万吨，产值超过1500亿元。其中，生物基尼龙材料的表现尤为突出，相较于传统尼龙产品，生物基尼龙在生产过程中所产生的二氧化碳，能够被植物在生长过程中的二氧化碳所抵消，因此从整个生命周期来看，生物基尼龙的碳排放量基本为零，理论上生物基尼龙可以100%替代石油基尼龙。此外，生物基尼龙从20世纪50年代研发至今，已经取得诸多成果，部分品种的工艺路线已非常成熟，且已经商业化数十年。

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如今，在双碳背景下，国内涌现出一批龙头企业率先在生物基尼龙领域进行布局，并在技术研究和产能规模上均取得重大突破。2022年，我国拥有第一套自主研发的己二腈生产装置，打破了合成尼龙66的关键单体己二腈长期被外企垄断的局面。

随着生物基尼龙国内上游原料端的技术和产能突破，为下游新材料的研发打下了夯实的基础。而我国作为世界主要的甘蔗、玉米生产国之一，已经悄然形成了一条从植物原料供应到生物基尼龙聚合技术再到生物基尼龙薄膜拉伸技术的具备国际竞争力的生物基尼龙产业链。

对此，有业内人士认为，随着生物基尼龙产能规模持续释放活力，其相关应用的普及只是时间问题。甚至可以断言，那些提前抢占生物基尼龙产业市场与投入研发的企业，将在新一轮全球产业变革与竞争中占得先机。

以尼龙弹性体的长期发展来看，其能量回馈可以达到85%，比Boost缓震科技高约15%，拥有更棒的吸震缓冲效果；相较于TPU，又拥有更轻的质量。不难看出，未来尼龙弹性体的市场需求潜力巨大，除了440亿双鞋/年的底材需求外，还有望对聚氨酯软泡、塑胶跑道材料进行替代。

不仅如此，党的十八大后已将生物产业列入七大战略性新兴产业之一，并取得长足发展。这意味着我国生物基材料的发展也跃上了新的台阶。产品种类逐渐增加，产业规模不断扩大，正从科研阶段逐步迈向全面产业化规模应用。因此，生物基尼龙弹性体在多重利好的交互影响下，或许成为我国下一条弯道超车的新赛道。

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