소개
Biobased polyurethane 또는 Bio-PU는 탄소 함량의 일부, 그리고 일부 제형에서는 대부분 또는 전체가 식물성 오일, 리그노셀룰로오스 바이오매스, 당 또는 기타 바이오매스 유래 중간체와 같은 재생 가능한 원료에서 유래하며 순수하게 화석 기반 원료가 아닌 polyurethane 소재입니다. 이는 플라스틱 가치 사슬에서 중요한 위치를 차지하는데, polyurethane 화학은 적응성이 매우 높기 때문입니다. 폴리올, 이소시아네이트, 촉매, chain extender, additives를 변화시킴으로써 Bio-PU는 폼, coatings, adhesives, elastomers, 멤브레인 및 의료용 소재로 제형화될 수 있습니다.
Bio-PU는 석유 의존도 감소, 탄소 집약도 저감, 저-VOC 및 더 지속 가능한 소재에 대한 규제와 고객 수요 증가라는 세 가지 압력이 수렴하는 데 대한 대응으로 발전했습니다. 동시에 기술적 정체성은 기존 polyurethane 화학과 밀접하게 연결되어 있어 많은 상용 Bio-PU 시스템은 여전히 이소시아네이트에 의존하며, 따라서 “바이오 기반”이 자동으로 “무독성” 또는 완전 순환형을 의미하지는 않습니다. 이로 인해 비이소시아네이트 polyurethane 경로, 바이오 기반 폴리올 및 환경 프로파일과 성능을 모두 개선하는 하이브리드 제형에 대한 연구가 가속화되었습니다.
상업적으로 Bio-PU는 광범위한 성숙도 범위를 포괄합니다. 재생 가능 함량 유연 폼 및 수성 coatings과 같은 일부 제품은 이미 산업 규모로 사용되고 있는 반면, 완전 바이오 기반 비이소시아네이트 시스템과 같은 다른 제품은 개발 중이거나 초기 상용화 단계에 있습니다. 따라서 이 분야는 단일 소재가 아니라 바이오 함량, 가공성, 내구성 및 지속 가능성 트레이드오프가 다양한 부분 재생 polyurethane 시스템의 패밀리로 이해하는 것이 가장 좋습니다.
역사 및 개발
Polyurethane 화학 자체는 20세기에 폼, coatings, adhesives, elastomers를 위한 다용도 경로로 등장했지만 초기 산업은 압도적으로 화석 기반이었습니다. Bio-PU 운동은 환경 정책, 유가 변동성, 용제 배출 및 자원 고갈에 대한 우려가 제형업체들이 석유 유래 폴리올을 재생 가능한 대안으로 대체하도록 압박하면서 가속화되었습니다.
초기 연구는 주로 식물성 오일에서 얻은 bio-polyols에 초점을 맞췄는데, 이는 비교적 제한된 공정 변경으로 기존 polyurethane 생산 라인에 통합될 수 있었기 때문입니다. 시간이 지나면서 연구는 리그노셀룰로오스 바이오매스, 리그닌 유래 분획, 당 유래 플랫폼, 미생물 발효 제품 및 화학적으로 변형된 천연 오일로 확대되었습니다. 최근에는 특히 coatings, adhesives, 의료용 소재 및 specialty elastomers를 위한 완전 바이오 기반 및 비이소시아네이트 polyurethane 개념으로 이동하고 있습니다.
주요 발전은 단순히 “바이오 기반 함량”과 진정한 공정 재설계의 구분입니다. 많은 1세대 제품은 폴리올 세그먼트만 대체한 반면, 새로운 연구는 화석 유래 단량체를 줄이거나 제거하고, VOC를 줄이며, 재활용성 또는 분해성을 개선하는 것을 목표로 합니다.
참고 문헌
- •
Flammability of Bio-Based Rigid Polyurethane Foam as ... (2016, August 31). https://www.intechopen.com/chapters/50924Link
- •
Recent Advances in the Preparation and Application of Bio-Based Polyurethane. (2024, July 29). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11314907/Link
- •
Bio-Based Polyurethane Foams: Feedstocks, Synthesis ... - PMC. (2025, May 7). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12108712/Link
- •
Assessment of Bio-Based Polyurethanes. (n.d.). https://pdfs.semanticscholar.org/7fa2/7f3fbf7eb975a72220050390d54698beeebc.pdfLink
- •
Silicon Haven. (2025, October 2). https://www.linkedin.com/pulse/bio-based-polyurethane-real-world-5-uses-youll-actually-ac1ofLink
- •
Biobased Polyurethane - an overview | ScienceDirect Topics. (n.d.). https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/biobased-polyurethaneLink
- •
Biobased polyurethanes for biomedical applications - PMC - NIH. (2020, October 15). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7569269/Link
- •
Non-isocyanate polyurethane from bio-based feedstocks and their ... (2025, September 9). https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2025/lf/d5lf00160aLink
- •
A comprehensive review of biobased polyurethane and ... (n.d.). https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S096195342400446XLink
- •
Bio‐Based Polyurethanes: Mechanical Performance, Structure ... (2026, May 1). https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pol.20251170Link
- •
Sustainable cycloaliphatic polyurethanes: from synthesis to ... (2023, January 3). https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2023/cs/d2cs00509cLink
- •
Bio‐Based Polyurethanes: Mechanical Performance ... (2026, May 1). https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/pol.20251170Link
- •
[PDF] Biobased polyurethanes for biomedical applications. (n.d.). https://www.sciencedirect.com/science/article/am/pii/S2452199X2030253XLink
- •
Chemical Resistance And... (n.d.). https://eureka.patsnap.com/materials/renewable-polyurethane-biobasedLink
- •
Biobased polyurethanes for biomedical applications. (n.d.). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X2030253XLink
- •
Bio-Based Polyurethane: Advanced Synthesis Strategies ... (n.d.). https://eureka.patsnap.com/materials/bio-based-polyurethaneLink
- •
from synthesis to applications - RSC Publishing. (n.d.). https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2023/cs/d2cs00509cLink
- •
Bio-Based Polyurethane Materials: Technical, Environmental, and ... (2025, April 1). https://www.osti.gov/pages/biblio/2567694Link
- •
Bio-Based Polyurethanes: Synthesis to Advanced Application. (2024, November 1). https://pubs.acs.org/doi/10.1021/bk-2024-1485.ch008Link
- •
Development of a Novel Biobased Polyurethane Resin System ... (2022, October 27). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9654683/Link
- •
Renewable Polyurethanes from Sustainable Biological Precursors. (2021, April 6). https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.biomac.0c01610Link
- •
1-s2.0-S0927796X21000036-main. (2025, September 8). https://www.scribd.com/document/850972234/1-s2-0-S0927796X21000036-mainLink
- •
Bio-Based Polyurethane Coatings: Pioneering Efficient and Eco ... (n.d.). https://www.jrte.org/wp-content/uploads/2024/10/Bio-Based-Polyurethane-Coatings.pdfLink
- •
Bio-Based Waterborne PU for Durable Textile Coatings - PMC - NIH. (2021, December 2). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8659624/Link
- •
Biobased Hyperbranched Polyurethane. (2017, August 15). https://books.rsc.org/books/monograph/759/chapter/479776/Biobased-Hyperbranched-PolyurethaneLink
- •
Debunking Bio-PU myths: Performance over disposability. (2026, February 2). https://www.linkedin.com/posts/manisha-jasani_biopu-polyurethane-materialinnovation-activity-7423892246598545408-DvPWLink
- •
Bio-based method creates polyurethane without toxic chemicals. (2025, March 21). https://phys.org/news/2025-03-bio-based-method-polyurethane-toxic.htmlLink
- •
RSC. (n.d.). https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2025/lf/d5lf00160aLink
- •
Bio-Based Polymers: Farm to Industry. Volume 1: Chemistry and Feedstocks. (2024, November 1). https://pubs.acs.org/doi/10.1021/bk-2024-1485.ch009Link
- •
Bio-Based Polymers: Farm to Industry. Volume 1: Chemistry and Feedstocks. (2024, November 1). https://pubs.acs.org/doi/10.1021/bk-2024-1485.ch007Link
- •
Eco-Friendly and High-Performance Bio-Polyurethane Adhesives ... (2024, June 6). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11174640/Link
- •
The influence of bio-based monomers on the structure and thermal ... (2024, November 23). https://www.nature.com/articles/s41598-024-80358-6Link
- •
Wood Coatings-New Perpestive New Trends 2024 - Biomass. (2024, September 23). https://biomasscoating.com/en/wood-coatings-new-perpestive-new-trends-2024-biomass/Link
- •
A Comparison of Ester‐ and Ether‐Based Bio‐TPUs With Regard to ... (2025, September 20). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12449858/Link
- •
Progress of Polysaccharide-Contained Polyurethanes for ... (2022, July 11). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9478012/Link
- •
Bio-based vs recycled polyurethane foam: what's the better ... (2025, October 3). https://circufoam.com/bio-based-vs-recycled-polyurethane-foam-whats-the-better-path-to-circularity/Link
- •
Material on Trial: PU Leather, aka 'The Vegan Leather'. (2025, March 5). https://veganfashionrepository.com/2025/03/05/material-on-trial-pu-leather-aka-the-vegan-leather/Link
- •
Application of bio-based polyurethanes in construction. (n.d.). https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921344924004993Link
- •
An overview of polyurethane biomaterials and their use in ... (n.d.). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168365923006235Link
- •
Sustainable polyurethanes: toward new cutting-edge opportunities. (n.d.). https://hal.science/hal-04489278/file/Revue%20PU%20Sust.pdfLink
- •
Preparation of bio-based porous material with high oil ... (2024, February 26). https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2024/ra/d4ra00469hLink
- •
Advantages of Bioplastics vs. Disadvantages. (2020, March 26). https://qualityinspection.org/advantages-of-bioplastics-vs-disadvantages/Link
- •
Advantages and Disadvantages of Bioplastics Production from ... (2021, July 28). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8348970/Link
- •
Polyurethane Advantages - Urethane Properties & Benefits. (n.d.). https://www.precisionurethane.com/urethane-advantage.htmlLink