生物基补强材料的进展：木质素、循环白炭黑与可再生填料
一、为什么生物基填料突然成了热点
橡胶补强材料长期由炭黑和白炭黑主导，这两种材料的共同问题是：原料来自化石资源或高能耗工艺。在双碳目标和主机厂减碳要求的双重压力下，行业开始寻找能"既补强、又减碳"的替代方案。
木质素和循环白炭黑是其中进展最快的两条路线。2026 年以来，多个项目进入商业化交付阶段，值得橡胶行业关注。
二、木质素路线：从造纸废料到高性能填料
木质素是地球上储量最丰富的天然高分子之一，也是造纸工业的副产物——过去大量被直接燃烧发电，属于典型的低值利用。
作为橡胶填料的优势在于：成本低、可再生、密度低、来源丰富，且天然具备抗老化、阻燃和抗紫外的功能特性。
2.1 UPM 的生物精炼厂项目
芬兰森工企业 UPM 在德国洛伊纳（Leuna）投建了生物精炼厂，项目投资约 12–13.7 亿欧元，是欧洲规模最大的工业级生化投资项目之一。该厂以可持续采伐的硬木为原料，通过水热分解与生物精馏技术分离木质素与糖分，年产能约 22 万吨生物化学品。
其生产的 UPM BioMotion 可再生功能填料（RFF）核心卖点是 100% 可再生碳，且碳足迹为负值（约每吨 -1.1 吨二氧化碳当量，因为木材生长固定的生物碳被计入核算）。产品规划于 2026 年第三季度开始向客户交付。
诺基亚轮胎与 UPM 合作开发的 Green Step Ligna 概念轮胎，在胎侧中用该填料替代化石基炭黑，使可再生与可回收材料含量提升至 60%。
2.2 国内进展：高活性木质素
在 2026 年第二十四届中国国际橡胶技术展览会上，圣泉集团展出了多款生物基产品，其中高活性木质素可与部分替代炭黑 N330，在降低胶料生热的同时提高动态力学性能，其碳足迹仅 0.27 kg CO₂/单位，在低碳材料中具备较强竞争力。
这类产品的关键进步在于：不是简单把木质素当填料掺进去，而是通过提高活性，让它真正参与橡胶性能的构建——做到减碳的同时不减性能。
三、循环白炭黑路线
另一条路径是从生物质灰分中提取二氧化硅，制成"循环白炭黑"。索尔维（Solvay）与韩泰轮胎于 2025 年初签署合作协议，共同开发循环二氧化硅材料。据报道，采用其循环白炭黑可使轮胎配方中的再生或可再生材料占比提升至 15%。
索尔维还计划自 2026 年起，在其中国青岛和韩国群山的工厂使用 ISCC PLUS 认证的循环原料，并逐步推动全球白炭黑生产基地转换。
四、生物基填料的现实短板
需要客观看待的是，生物基填料目前仍有明显局限：
| 短板 | 具体表现 |
|---|---|
| 批次稳定性 | 天然原料来源波动大，指标一致性弱于化工合成材料 |
| 成本 | 早期规模效应未形成，单价高于传统填料 |
| 补强效率 | 多数生物基填料的补强能力仍低于高结构炭黑 |
| 颜色限制 | 木质素本身呈深色，不适合浅色制品 |
| 供应规模 | 全球产能仍处于爬坡阶段 |
因此，当前阶段生物基填料更现实的应用方式是部分替代（10%–30%），而非等量全替代。
五、给配方工程师的启示
- 把碳足迹纳入选材维度：过去选材只看性能和价格，现在需要加上第三列——碳足迹。有出口订单的企业尤其如此。
- 关注认证：ISCC PLUS、FSC、PEFC 等认证是生物基材料进入供应链的通行证，选供应商时值得核查。
- 多材料组合是趋势：未来配方可能是"原生炭黑 + 回收炭黑 + 矿物基补强材料 + 生物基填料"的组合，而非单一材料。
- 验证流程不变：无论材料多"绿色"，都必须走完整的索样测试流程，性能永远是第一道门槛。
六、结语
生物基补强材料已经从实验室走进产业化交付阶段。它不会在一两年内取代炭黑，但它正在改变行业的对话方式——从"能不能用"变成"用多少合适"。提前了解、提前试验的企业，会在下一轮合规要求到来时更从容。
如需了解矿物基补强材料在低碳配方中的并用方案，欢迎致电 13393741977，也可查看 HDP橡胶增强剂 产品页。