循環(huán)性和生物來源正重塑建筑材料領(lǐng)域，這已不再是可選項，而日益被視為未來增長的決定性因素。生物復(fù)合材料在性能、耐用性和低碳足跡方面具備優(yōu)勢，使其成為基礎(chǔ)設(shè)施下一發(fā)展階段的戰(zhàn)略資產(chǎn)。生物基阻燃復(fù)合材料正加速這一轉(zhuǎn)型進程，該材料最初為 3D 打印研發(fā)，如今也適用于木塑復(fù)合（WPC）型材擠出工藝。

據(jù)多項報告顯示，全球超過 35% 的二氧化碳排放來自建筑領(lǐng)域 [1]。隨著循環(huán)經(jīng)濟行動計劃的推進，材料可持續(xù)性受到越來越多的關(guān)注，并且成為必然要求。對于建筑行業(yè)而言，這意味著要降低材料的碳足跡，實施有效的生命周期末端策略（如再利用、維修、回收、堆肥），同時采用生物基原材料替代化石基原材料。復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于航空航天和汽車領(lǐng)域，如今在建筑行業(yè)中，其作為兼顧性能與可持續(xù)性的方案，正獲得越來越多的認可。

一、生物復(fù)合材料的市場趨勢

全球生物復(fù)合材料市場正快速擴張。2024 年，該市場規(guī)模估值為 284 億美元（242 億歐元），預(yù)計到 2033 年將增長近兩倍（復(fù)合年增長率為 12%）[2]。木塑復(fù)合材料（WPC）在該領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，占全球生物復(fù)合材料收入的 70% 以上 [3]，其中約 75% 的木塑復(fù)合材料產(chǎn)品直接應(yīng)用于建筑行業(yè)，涵蓋地板、鋪板和覆層等領(lǐng)域 [4]。

二、下一代生物復(fù)合材料

下一代生物復(fù)合材料具有高生物基含量與可堆肥特性、90℃以上的熱變形溫度、無鹵阻燃性能、天然纖維增強結(jié)構(gòu)，且與擠出成型、注塑成型和增材制造工藝完全兼容。這些特性使其能夠突破傳統(tǒng)木塑復(fù)合材料面臨的技術(shù)與生態(tài)瓶頸，尤其適用于對較高熱穩(wěn)定性和阻燃性能有需求的應(yīng)用場景。最終呈現(xiàn)的這類天然纖維增強生物復(fù)合材料，憑借更優(yōu)異的防火安全性能，有望降低保險費用。

圖1：歐洲某公司開發(fā)的下一代生物復(fù)合材料

三、基于生物復(fù)合材料的 3D 打印興起

3D 打印正在重新定義建筑與室內(nèi)設(shè)計領(lǐng)域。該技術(shù)最初僅用于制作原型，如今已逐步應(yīng)用于結(jié)構(gòu)件制造。盡管混凝土打印備受關(guān)注，但基于聚合物的 3D 打印正為建筑立面、隔墻和定制家具開辟新可能。借助下一代生物復(fù)合材料，建筑師和施工人員能夠生產(chǎn)出耐熱、阻燃的生物基構(gòu)件，填補傳統(tǒng)生物聚合物留下的應(yīng)用空白。這為兼具創(chuàng)新性、模塊化和輕量化的設(shè)計鋪平了道路，實現(xiàn)創(chuàng)意、可持續(xù)性與技術(shù)性能的融合。

四、型材擠出：互補性業(yè)務(wù)

下一代生物復(fù)合材料具備直接用于擠出成型的條件，可無縫整合到現(xiàn)有的木塑復(fù)合材料（圖 2）生產(chǎn)線中。其應(yīng)用場景包括但不限于地板、鋪板和覆層。

圖2：木塑復(fù)合材料型材

企業(yè)內(nèi)部的協(xié)同循環(huán)關(guān)系十分明確：專屬的木塑復(fù)合材料擠出業(yè)務(wù)部門提供工業(yè)化產(chǎn)能與市場渠道，生物復(fù)合材料則為產(chǎn)品增添更出色的防火和耐熱性能，同時創(chuàng)新成果從研發(fā)階段逐步推進至 3D 打印與擠出規(guī)模化生產(chǎn)，加速技術(shù)落地應(yīng)用。由此，相關(guān)企業(yè)構(gòu)建了一套環(huán)環(huán)相扣的創(chuàng)新循環(huán)體系：以 3D 打印為試驗平臺，以型材擠出實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

五、循環(huán)性：結(jié)構(gòu)性驅(qū)動因素

循環(huán)性已從愿景轉(zhuǎn)變?yōu)楸仨毬男械呢熑?。在建筑等行業(yè)，歐盟關(guān)于公共采購的新法規(guī)日益要求供應(yīng)商提供產(chǎn)品的環(huán)境信息（包括產(chǎn)品碳足跡），并證明產(chǎn)品的可回收性 [5]。

生物復(fù)合材料通過使用生物基原材料減少化石燃料消耗、實現(xiàn)產(chǎn)品可回收與可堆肥特性，以及確保較長的使用壽命（如木塑復(fù)合地板的使用壽命可達 25 年），滿足了這一要求 [6]。若綜合考慮使用壽命與可回收性，高木材含量的復(fù)合材料在可持續(xù)性方面的表現(xiàn)，可能優(yōu)于聚氯乙烯（PVC）和熱帶硬木。

六、市場展望

預(yù)計全球木塑復(fù)合材料需求將從 2024 年的約 80 億美元（68 億歐元）增長至 2030 年的 150 億美元以上（128 億歐元），復(fù)合年增長率約為 11.6%[7]，未來市場發(fā)展可能呈現(xiàn)兩種趨勢：一是成熟的木塑復(fù)合材料產(chǎn)品在地板和戶外覆層市場中繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位；二是高性能復(fù)合材料進一步拓展擠出領(lǐng)域的應(yīng)用可能。

建筑行業(yè)的變革以循環(huán)性、生物來源和性能對等為核心特征。復(fù)合材料（尤其是生物復(fù)合材料）是滿足這些要求的關(guān)鍵。材料的案例表明，創(chuàng)新成果如何從研發(fā)階段推進至規(guī)模化生產(chǎn)（木塑復(fù)合材料擠出）。這種聯(lián)動機制確保新型材料不再是孤立的實驗室成果，而是融入可商業(yè)化的循環(huán)解決方案中。最終，行業(yè)將獲得更可持續(xù)、更安全且資源利用效率更高的建筑材料。

參考文獻

[1]www.unep.org/resources/report/building-materials-and-climate-constructing-new-future

[2]www.grandviewresearch.com/horizon/outlook/biocomposites-market/europe

[3]www.grandviewresearch.com/industry-analysis/biocomposites-market

[4]www.mordorintelligence.com/industry-reports/wood-plastic-composites-wpc-market

[5]www.eu.bellona.org/2024/04/10/press-release-new-regulation-on-construction-products-adopted-first-eu-level-rules-for-green-public-procurement-of-building-materials /www.commission.europa.eu/energy-climate-change-environment/standards-tools-and-labels/products-labelling-rules-and-requirements/ecodesign-sustainable-products-regulation_ent.com

[6]www.pmarketresearch.com/product/worldwide-full-coverage-wood-plastic-composite-wpc-profile-extrusion-market-research-2024-by-type-application-participants-and-countries-forecast-to-2030

[7]www.grandviewresearch.com/industry-analysis/wood-plastic-composites-market