为实现“碳中和”目标，越来越多行业正朝着可持续方向升级，原材料更是绿色转型中的重要一环。作为日常所需的基础原材料，热塑性聚氨酯弹性体（TPU）材料也正不断向可持续的生物基方向转型，力促减少产品碳足迹。

为实现高效、可持续的资源利用，万华化学基于生物基一体化平台进行深入研究，推出一款100%生物基原料制造的TPU产品，为多元行业又增添一可持续的材料解决方案。

万华化学100%生物基TPU产品使用由玉米秸秆制得的生物基PDI，添加剂如米糠蜡也均来自非食物链玉米、篦麻等可再生资源。凭借资源节约、原料可再生等优势可最大程度上减少终端消费品的碳排放，这也是我们生物基研发之旅中向前迈进的一大步。该款产品还以优异的高强度、高韧性、耐油、抗黄变等性能，不断为鞋服、薄膜、消费电子、食品接触等领域的绿色转型赋能。

生物基TPU就是生物基材料大家庭的一员，相较于传统石化TPU，它具有碳减排、原料可持续再生、绿色生产、资源节约等优势。

全球各个国家地区都对生物基材料发展有明确的规划：

据美国《生物质技术路线图》规划，2030年生物基化学品将替代25%有机化学品和20%的石油燃料

据欧盟《工业生物技术远景规划》规划，2030年生物基原料将替代6%-12%化工原料、30%-60%精细化学品

我国规划未来现代生物制造产业产值超1万亿元，生物基产品在全部化学品产量中的比重达到25%

生物基TPU的制备、性能及应用

TPU是一种由二异氰酸酯和多元醇、扩链剂共聚而成的嵌段共聚物，既然生物基材料是强调原料可持续，那么生物基TPU的制备就比较容易理解，常见方法就是在聚合过程中引入生物基单体或中间体，比如生物基聚四氢呋喃、丁二醇、丙二醇、MDI等等。

TPU具有高模量、高强度、高伸长和高弹性、优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化性能，其中拉伸强度高、伸长率大，长期压缩永久变形率低等都是它的显著优点。

据了解，目前各大厂商推出的生物基TPU在性能上已经能做到传统石化TPU不相上下，区别主要在于生物基含量的高低，一般在30～40%，万华化学此次做到100%可以说是一个非常重大的突破。

作为综合性能优良的热塑性弹性体，TPU的下游产品方向非常广泛，比如电子电器、体育用品、医疗制品、日用品、玩具、装饰材料等等。

所以，性能上跟传统石化TPU不相上下的生物基TPU，同样有着广泛的应用，比如鞋类、皮革制品、汽车和工程、化妆品和个人护理、医疗、包装、体育用品、玩具及小工具等等。

生物基TPU环境效益

•节约全球的石化资源，以再生原料替代使用

•降低温室气体排放，经济发展不使环境退化

•重视资源使用效率，产品与资源价值最大化

•可持续废弃物管理，资源循环再生永续使用

近年来，国际油价起伏很大，导致丙烯和苯胺价格的波动，挥发性多元醇和MDI的价格也有很大的变化，这些原材料的价格直接影响了传统TPU行业的利润。投资开发生物基TPU市场，有望能抵消原油价格波动，生产经营可控性高，同时降低了成本。

据了解，目前各大厂商推出的生物基TPU在性能上已经能做到传统石化TPU不相上下，区别主要在于生物基含量的高低，一般在30%~40%，个别能做到更高，比如盛禧奥有生物基含量高达64%的TPU牌号。相较于传统石化TPU，生物基TPU具有碳减排、原料可持续再生、绿色生产、资源节约等优势。

在“双碳”和可持续发展的大背景下，生物基材料产业及市场正在快速发展。据经济合作暨发展组织预测，未来十年至少有20%（约8000亿美元）的石化产品可由生物基产品替代，而目前替代率不到5%，存在巨大的市场缺口。TPU作为常见的一种热塑性弹性体，其生物基发展进程自然也不甘落后。

TPU鞋大底是产业新机会吗？

TPU在运动鞋中底上的应用一直备受青睐，但在鞋大底方面应用就相对较少，但是鞋材大底市场却有着巨大的潜力，推动TPU鞋材大底技术将会是未来一大重要研究方向。

异氰酸酯赋予了TPU材料的强度，多元醇赋予了TPU材料的柔韧度。随着原料配方的不一样，TPU的硬度可以调节，且TPU具有优异的耐磨性，十分适合用于制鞋上。

TPU作为弹性体，是介于橡胶和塑料之间的一种材料。它有聚酯型和聚醚型之分。无卤阻燃TPU还可以代替软质PVC以满足越来越多领域的环保要求。

大底：接触地面的、最外层的一层鞋底称之为大底。大底最重要的要求是防滑、耐磨。TPU底与普通橡胶鞋底相比，它具有质量轻、耐磨性能好等特点。

TPU鞋底解决了目前国内塑料底和再生橡胶底容易断底等问题和橡胶底容易开胶的问题。

通过增加各种添加剂，使TPU鞋底在耐磨、耐油性、电绝缘、防静电和耐酸碱性能方面有了很大的提高。TPU鞋底采用了新的加工工艺、成型工艺和外观设计，鞋的各项安全性能更稳定，且穿着美观舒适、经久耐用。

由于TPU具有优良的物理力学性能，如高强度、高韧性、高弹性、高模量，还具有耐化学腐蚀、耐磨、耐油、减震能力强等优异的综合性能，加工性能好，被广泛应用于鞋材、电缆、薄膜、管材、汽车、医疗等行业。

鞋材占比高达31%，是TPU应用的主要市场，以运动鞋为例，随着低碳环保、绿色可持续的发展趋势愈演愈烈，TPU正在成为越来越常见且重要的鞋材弹性体，其应用从标牌、鞋舌等小配件，进阶到物理发泡的核心缓震中底，再升级到可回收利用的100%TPU鞋子。

得益于100%TPU运动鞋的应用趋势，虽然距离它大规模量产落地还有很远的路要走，但激发了人们对于未来环保鞋材开发应用的想象，因此TPU鞋面、TPU鞋大底等应用越发受到关注。

文章来源：UTPE弹性体产业门户，UTPE弹性体产业门户，经燕化工平台，化工365