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 — замыкая углеродный контур рынка полиуретанов объёмом более $90 млрд.
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:
- 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.
- 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.
- 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.
- 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#
| Уровень | Описание | Ключевые входы/выходы |
|---|---|---|
| Сырьевое обеспечение | закупка сои, касторовых бобов, рапса, UCO, лигнина, CNSL | Вход: масличные семена, кастор-бобы, отработанные масла. Выход: очищенные триглицериды. |
| Эпоксидирование | надкислотное окисление C=C-связей до оксирановых колец | Вход: растительное масло, H2O2, муравьиная кислота, смола. Выход: эпоксидированное масло. |
| Раскрытие кольца / синтез полиола | кислотно-катализируемое раскрытие кольца с внедрением –OH-групп | Вход: эпоксид, спирт/диол, катализатор. Выход: биополиол (заданное ОН-число). |
| Био-изоцианат / предшественник NIPU | ферментированный пентандиамин → PDI, либо циклический карбонат | Вход: лизин, сахара, CO2, диамины. Выход: био-PDI / циклический карбонат. |
| PU-реакция / вспенивание | высок-pressure смешение полиола + изоцианата, либо NIPU | Вход: биополиол, био-PDI, катализаторы. Выход: пена / эластомер / TPU. |
| Сертификация и контроль качества | ASTM D6866 C14, масс-баланс ISCC PLUS, CertiPUR | Вход: 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 6
3 · Как внедрить 6 шагов
- 1Очистка масла и входной контрольОчистка и downstreamИспытания и аналитикаСоевое 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 автоматическиEsco 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 …”ASB Biodiesel (Hong Kong) Ltd Гонконг250 tons промышленный масштаб“ASB Laboratory is following ISO17025 to perform sampling, testing and calibrating for quality control.”✓ ISO 9001 500 m3“Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”✓ ISO 9001 пилотный масштаб“Pre-treatment Before Ultrafiltration (UF) Membranes”
- 2Эпоксидирование триглицеридовМасло, 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.
- 3Промывка, нейтрализация и вакуумная сушкаОчистка и downstreamСмолу 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 автоматическиEsco 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 …”✓ ISO 9001 500 m3“Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”✓ ISO 9001 пилотный масштаб“Pre-treatment Before Ultrafiltration (UF) Membranes”Emirates Biotech ОАЭ160,000 tons per annum промышленный масштаб“A neat PLA (PolyLactic Acid) resin with high viscosity and moderate crystallization rate, allowing for higher”Apical Индонезияпромышленный масштаб“Our vertically integrated mid-stream refining and value-added downstream processing makes us an integral supplier that supports the food, feed and renewable fuel needs across …”
- 4Раскрытие кольца до полиолаЭпоксид 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.
- 5Приготовление А-компонента и вспениваниеРецептура и смешиваниеБиополиол 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 автоматическиIndia 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 …”158,000 tons промышленный масштаб“Our motto - We Build the Future - encapsulates our social mandate to leave this world a better place than we found it.”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 …”Thai Wah Таиланд10,000 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 …”✓ 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.”Rodenburg Biopolymers Нидерланды✓ ISO 9001 промышленный масштаб“Rodenburg installs a bioplastics compounding line with a name plate capacity of 5.000 metric tonnes per year.”
- 6Отверждение и QA/QCИспытания и аналитикаСформованную 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 автоматическиEsco 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 …”ASB Biodiesel (Hong Kong) Ltd Гонконг250 tons промышленный масштаб“ASB Laboratory is following ISO17025 to perform sampling, testing and calibrating for quality control.”Marine Hydrocolloids Индия✓ ISO 9001 пилотный масштаб“In its well-equipped Quality Control laboratory, Marine Hydrocolloids maintains strict Quality Assurance procedures, performing extensive chemical and microbiological testing in …”Biotrend SA Португалия250L промышленный масштаб“At Biotrend we put our know-how and resources to the service of our clients by providing contract research and development services and we develop in-house research programs to …”промышленный масштаб“The main specialization is assay and analytical laboratory.”
4 · Кто поставит
Подобранные поставщики (подобраны автоматически)
| Kukdo Chemical | Южная Корея | Производитель | работает |
| Cathay Biotech 凯赛生物 (SSE 688065) | Китай | Производитель | работает |
| GULSHAN POLYOLS LTD | Индия | Производитель | работает |
| Eco Safety Products | США | Производитель | работает |
| Shandong Bailong Chuangyuan (BLD Bio) | Китай | Наука / R&D | работает |
| Toray | Япония | Производитель | работает |
| Ubon Bio Ethanol Public Company Limited (UBE) | Таиланд | Производитель | работает |
| COFCO Biotechnology 中粮科技 (SZ 000930) | Китай | Наука / R&D | работает |
| ecovia bio | США | Наука / R&D | работает |
| Golden Cashew products Pvt Ltd | Индия | Производитель | работает |
| Pili | Франция | Производитель | работает |
| ACICO | Саудовская Аравия | Производитель | работает |
Известные поставщики
Cathay Biotech 凯赛生物 (SSE 688065)
Ведущие компании и институты (из обзора)
| Компания / Институт | Страна | Ключевые продукты / платформы | Технологические особенности | Status 2026 |
|---|---|---|---|---|
| Cargill | 🇺🇸 США | BiOH соевые полиолы | эпоксидированное соевое масло, эластичная пена | Commercial |
| CovationBio PDO | 🇺🇸 США | Susterra / Zemea био-PDO | 77 000 т/год, CO2 ниже на 86% | Commercial |
| Covestro | 🇩🇪 Германия | Desmopan EC био-TPU, био-анилин MDI | до 60% биомассы, Bio4PURConti | Commercial |
| BASF | 🇩🇪 Германия | Sovermol полиолы из натуральных масел | биосодержание 80–100%, кастор/рапс | Commercial |
| Cathay Biotech | 🇨🇳 Китай | био-пентандиамин, длинноцепочечные диоксикислоты | 50 тыс. т/год предшественника PDI, 688065.SH | Commercial |
| Jayant Agro-Organics | 🇮🇳 Индия | касторовые биополиолы (Vithal Castor Polyols) | 90% доля VCPL (2026), NSE:JAYAGROGN | Commercial |
5 · Правила и путь на рынок
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
| Грант | Гранты на развитие потенциала сельскохозяйственных колледжей, не входящих в систему land-grant National Institute of Food and Agriculture · США | 10 нояб. 2026 г. 34 дн. |
| Грант | Здоровье экосистем и диких видов, прогнозы и влияние на здоровье человека при существующих и новых стрессорах … European Commission · Евросоюз | 22 сент. 2027 г. 350 дн. |
| Грант | Инновации и масштабирование углеродного земледелия European Commission · Евросоюз | 23 сент. 2027 г. 351 дн. |
| Грант | Повышение возможностей мониторинга и снижения загрязнения воздуха сельским хозяйством European Commission · Евросоюз | 22 сент. 2027 г. 350 дн. |
| Грант | Развитие потенциала для продления жизненного цикла продукции за счёт ремонта и восстановления European Commission · Евросоюз | 22 сент. 2027 г. 350 дн. |
7 · Технологический стек
Стек сочетает синтез олеохимических полиолов с новым поколением биооснованных мономеров жёсткого сегмента и неизоцианатных маршрутов.
- 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.
- 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%.
- 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 37
- Cargill — 2026-03-16T00:00:00.000Z
- Cargill — 2026-05-26T00:00:00.000Z
- Cargill — 2026-05-11T00:00:00.000Z
- Cargill — 2026-04-14T00:00:00.000Z
- Cargill — 2026-04-29T00:00:00.000Z
- Dupont tate lyle — 2026-03-06T00:00:00.000Z
- Dupont tate lyle — 2024-08-07T00:00:00.000Z
- Dupont tate lyle — 2026-06-18T00:00:00.000Z
- Dupont tate lyle — 2026-06-08T00:00:00.000Z
- Dupont tate lyle — 2024-05-01T00:00:00.000Z
- Emery oleochemicals — 2024-01-28T00:00:00.000Z
- Emery oleochemicals — 2024-01-27T00:00:00.000Z
- Emery oleochemicals — 2025-06-03T00:00:00.000Z
- Emery oleochemicals — 2026-04-16T00:00:00.000Z
- Emery oleochemicals — 2026-06-24T00:00:00.000Z
- Covestro — 2025-04-29T00:00:00.000Z
- Covestro — 2025-04-29T00:00:00.000Z
- Covestro — 2025-04-29T00:00:00.000Z
- Covestro — 2025-04-20T00:00:00.000Z
- Covestro — 2026-06-22T00:00:00.000Z
- Basf — 2026-04-27T00:00:00.000Z
- Basf — 2024-04-05T00:00:00.000Z
- Basf — 2024-04-05T00:00:00.000Z
- Basf — 2024-04-05T00:00:00.000Z
- Basf — 2024-04-05T00:00:00.000Z
- Cathay biotech — 2026-06-29
- Cathay biotech — 2026-06-29
- Cathay biotech — 2026-06-29
- Cathay biotech — 2026-06-29
- Cathay biotech — 2026-06-29
- Cathay biotech — 2026-06-29
- Cathay biotech — 2026-06-29
- Jayant agro organics — 2026-05-11T00:00:00.000Z
- Jayant agro organics — 2026-05-29T00:00:00.000Z
- Jayant agro organics — 2026-03-16T00:00:00.000Z
- Jayant agro organics — 2026-05-10T00:00:00.000Z
- Jayant agro organics — 2026-03-24T00:00:00.000Z