Yang Yihu z Guanghua Weiye: Ścieżka techniczna, zalety i przyszły rynek chemicznego recyklingu kwasu polimlekowego

W 2006 roku, wraz z pojawieniem się technologii open source, technologia druku 3D (wytwarzania addytywnego) zaczęła zyskiwać na popularności w Europie i Stanach Zjednoczonych. W tamtym czasie druk 3D był jednak wciąż bardzo niszową dziedziną badań w moim kraju i dopiero zaczynał być stosowany w przemyśle, takim jak produkcja samolotów.

Kwas polimlekowy (PLA) to poliester wytwarzany w procesie fermentacji skrobi roślinnej z kukurydzy, manioku, trzciny cukrowej lub buraków cukrowych. Cukry zawarte w tych odnawialnych materiałach są fermentowane do kwasu mlekowego, który następnie jest wykorzystywany do produkcji PLA.

Guanghua Weiye (marka „eSUN”)Założona w 2002 roku, początkowo specjalizująca się wMleczany, kwas polimlekowy (PLA) i polikaprolakton (PCL)Po pięciu latach badań i rozwoju, Guanghua Weiye postanowiła skupić się na materiałach do druku 3D jako jednym z głównych kierunków rozwoju. W 2007 roku, jako pierwsza na świecie firma wprowadziła na rynek komercyjnie dostępne materiały eksploatacyjne do druku 3D z kwasu polimlekowego (PLA), a następnie stworzyła markę „eSUN”, która obecnie stała się jedną z wiodących marek materiałów eksploatacyjnych do druku 3D na świecie. W 2006 roku firma rozpoczęła...Recykling kwasu polimlekowego i ponowne wykorzystanie o wysokiej wartości dodanejBadania.

Z jednej strony Guanghua Weiye rozszerza horyzontalnie obszary zastosowań swoich produktów, a z drugiej strony stale pogłębia integrację pionową, dążąc do stworzenia zielonego, zamkniętego łańcucha przemysłowego dla kwasu polimlekowego.

W 2013 roku Guanghua Weiye zbudowało zakład z niezależnymi prawami własności intelektualnej w Xiaogan, w prowincji Hubei.„Linia produkcyjna do wytwarzania laktydu z recyklingu chemicznego w tempie 5000 ton rocznie”Początkowo stworzono zielony system technologii zamkniętego obiegu obejmujący syntezę i modyfikację materiałów, ich zastosowanie, rozkład produktów ubocznych oraz recykling chemiczny polimerów i ich ponowne wykorzystanie.

W grudniu 2023 r. Guanghua Weiye sfinalizowało przejęcie 51,265% udziałów w Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. (zwanej dalej „Hengtian Changjiang”), co stanowi kolejny ważny kamień milowy dla Guanghua Weiye w zakresie rozwoju scenariuszy zastosowań horyzontalnych i rozszerzenia pionowego łańcucha przemysłowego.

Firma Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd., zajmująca się głównie badaniami, rozwojem i produkcją włókien i produktów z kwasu polimlekowego, oficjalnie zmieniła nazwę naYisheng New Materials (Suzhou) Co., Ltd.(zwana dalej „Yisheng New Materials”), Guanghua Weiye również dokonała przejęcia poprzez tę akwizycję.Biomedycyna, druk 3D, włókna ekologiczne i opakowania przyjazne dla środowiskaCztery główne układy aplikacjii dalej się otworzyłoWłókna kwasu polimlekowego (PLA) powstają w procesie chemicznego odzyskiwania laktydu i jego ponownego przetopienia w celu uzyskania włókien PLA.Zielony, zamknięty łańcuch przemysłowy.

„Na początku łańcucha przemysłowego zbudowaliśmy w Xiaogan w prowincji Hubei zakład syntezy laktydu o wydajności 5000 ton rocznie. Oprócz wykorzystania kwasu mlekowego jako surowca, możemy również wykorzystać odzyskany kwas polimlekowy jako surowiec do produkcji laktydu. Na końcu łańcucha przemysłowego technologia Yisheng New Materials wykorzystuje laktyd jako surowiec do produkcji włókien kwasu polimlekowego. W ten sposób stworzyliśmy połączenie na początku i na końcu łańcucha przemysłowego i uzyskaliśmy uzupełniające się korzyści na poziomie technologicznym” – powiedział Yang Yihu.

Według European Plastics, w 2021 r. światowa zdolność produkcyjna materiałów biodegradowalnych wyniosła 1,553 mln ton, natomiast globalna produkcja wyrobów z tworzyw sztucznych wyniosła 390 mln ton.

Ogromna luka oznacza ogromne perspektywy rynkowe.

W obliczu stałego globalnego nacisku na redukcję i zakazy stosowania plastiku, kwas polimlekowy (PLA), jeden z najbardziej obiecujących materiałów biodegradowalnych, odnotowuje w ostatnich latach globalny cykl wzrostu mocy produkcyjnych. Od 2020 roku międzynarodowe firmy, takie jak TotalEnergies Corbion i Natureworks, a także krajowe, takie jak Fengyuan Group, Hisun Biomaterials, Jindan Technology, Kingfa Science & Technology i Wanhua Chemical, uruchamiają nowe moce produkcyjne, aby wykorzystać tę szansę rozwoju.

Yang Yihu uważa, żeChociaż rozbudowa zdolności produkcyjnych surowców przebiega w pełnym toku, możliwe, że nowe zasoby nie zostały jeszcze w pełni wykorzystane.

„Nasza ocena wskazuje, że zdolności produkcyjne kwasu polimlekowego (PLA) w segmencie upstream rosną stosunkowo szybko, ale jeśli zastosowania downstream nie rozwiną się, rynek downstream może mieć trudności z wchłonięciem tak dużego wzrostu produkcji surowca” – powiedział Yang Yihu. „W rzeczywistości zaczęliśmy zwracać uwagę na rozwój scenariuszy zastosowań downstream dla PLA i chemicznego recyklingu odpadów już w 2006 roku, mając nadzieję na uzupełnienie słabych punktów w ogólnym rozwoju branży w tych dwóch aspektach. Dlatego też, oprócz druku 3D, sukcesywnie wdrażaliśmy go w dziedzinach biomedycyny, włókien ekologicznych i produktów biodegradowalnych, tworząc cztery główne obszary zastosowań”.

W ostatnich latach, wraz z globalnym zakazem i ograniczeniami stosowania tworzyw sztucznych oraz rosnącą dojrzałością biomateriałów, zwłaszcza technologii kwasu polimlekowego (PLA), potencjał rynku przyjaznych dla środowiska materiałów biodegradowalnych stopniowo się zwiększył. Dołożyliśmy również wszelkich starań, aby rozszerzyć zastosowania w tej dziedzinie. Obecnie nasze jednorazowe produkty biodegradowalne i produkty z włókien ekologicznych stały się drugim co do wielkości motorem wzrostu po materiałach eksploatacyjnych do druku 3D.Produkty mleczanowe produkowane w procesie recyklingu chemicznego również odnotowały szybki wzrost.„Duże krajowe firmy produkujące fotorezysty korzystają z naszych produktów na bazie mleczanu o jakości elektronicznej. Obecna ilość jest niewielka, ale perspektywy zastosowań są obiecujące” – wyjaśnił Yang Yihu.

Odpadowy kwas polimlekowy można poddać recyklingowi poprzez odzysk chemiczny lub mechaniczny.Odpad może zawierać zanieczyszczenia, ale kwas polimlekowy można kontrolować poprzez...Odzysk substancji chemicznych poprzez polimeryzację termiczną lub hydrolizę w celu produkcji monomerów.Następnie jest on przetwarzany na nowy kwas polimlekowy. Kwas polimlekowy może być również przetwarzany w...Transestryfikacja wytwarza mleczan metyluPozwala to na recykling chemiczny.

Nasz unikalny model innowacyjnej technologii koprodukcji w konfiguracji X może pomóc nam osiągnąć różnorodność źródeł surowców i produktów końcowych, wzbogacając tym samym funkcje linii produkcyjnej, skutecznie zwiększając wydajność systemu produkcyjnego oraz redukując zużycie energii i koszty. Możemy wytwarzać laktyd z dwóch surowców: kwasu mlekowego lub przetworzonego kwasu polimlekowego, a następnie poddawać go dalszej polimeryzacji w celu uzyskania różnorodnych biomateriałów.Biorąc za przykład recykling surowców kwasu polimlekowego, uzyskanoDobrze oczyszczony laktyd można wykorzystać w kolejnym etapie polimeryzacji w celu wytworzenia kwasu polimlekowego, polikaprolaktonu lub polioli.Słabo oczyszczone produkty uboczne można poddać reakcji z etanolem w celu uzyskania chemicznie czystego mleczanu, lub też laktyd o wysokiej czystości można bezpośrednio wykorzystać jako surowiec w celu uzyskania mleczanu o wysokiej czystości.„Dodał Yang Yihu.”

W 2006 roku, gdy rynek skupiał się na biodegradowalności kwasu polimlekowego i zachwalał jego zalety w dziedzinie produktów jednorazowego użytku, Guanghua Weiye zaangażował się w badania nad recyklingiem chemicznym materiałów na bazie kwasu polimlekowego.

Czy recykling chemiczny kwasu polimlekowego (PLA), materiału biodegradowalnego, ma sens?

Yang Yihu powiedział:Degradacja, w pewnym sensie, oznacza również pewną formę marnotrawstwa.。”

W 2012 roku, po sześciu latach przełomów technologicznych, Guanghua Weiye oficjalnie złożyło swój „...”Metoda odzyskiwania kwasu polimlekowego w celu przygotowania rafinowanego laktyduWniosek patentowy na „i”Pomyślnie uzyskano autoryzację w 2014 rokuTa pierwsza na świecie technologia pozwala uzyskać laktyd o wysokiej czystości poprzez recykling kwasu polimlekowego, a produkty uboczne mogą być również wykorzystywane do produkcji różnych estrów kwasu mlekowego, rozwiązując tym samym światowy problem recyklingu i ponownego wykorzystania biodegradowalnych materiałów pochodzenia biologicznego oraz tworząc zamknięty łańcuch przemysłowy, który posłuży jako „zielona gospodarka o obiegu zamkniętym”.

Tymczasem w ostatnich latach branża coraz częściej dostrzega problem nieodpowiedniej utylizacji biodegradowalnych tworzyw sztucznych po ich zakończeniu. Według raportu „Environmental Impact Assessment and Policy Support Research Report on Biodegradable Plastics”, opublikowanego wspólnie przez Uniwersytet Tsinghua i Sinopec, 96,77% biodegradowalnych tworzyw sztucznych w moim kraju trafia do spalarni i na wysypiska śmieci, 3,1% przedostaje się do środowiska, a jedynie 0,007% trafia do dalszych składowisk odpadów biologicznych i ulega całkowitej degradacji.

Wytyczne SUP Komisji Europejskiej opublikowane w 2021 r. zaproponowały zakaz stosowania w produktach jednorazowego użytku z tworzyw sztucznych tworzyw ulegających biodegradacji, tworzyw biodegradowalnych i tworzyw kompostowalnych; dyrektywa PPW opublikowana w 2022 r. wymaga, aby do 2030 r. wszystkie opakowania nadawały się do recyklingu lub ponownego wykorzystania; a w proponowanych przepisach dotyczących pojazdów wycofanych z eksploatacji (ELV), opublikowanych w 2023 r., zaproponowano zwiększenie wykorzystania materiałów pochodzących z recyklingu w nowych samochodach, określając, że nowe samochody powinny zawierać co najmniej 25% tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu.

Polityka ta oznacza, że ​​UE promuje idee redukcji, recyklingu i ponownego wykorzystania plastiku. Jednak wdrożenie tej polityki ograniczy również rozwój mocy produkcyjnych firm produkujących tworzywa biodegradowalne, co rodzi pytanie: czy tworzywa biodegradowalne mają jeszcze przyszłość?

Yang Yihu uważa, że ​​w kontekście neutralności węglowej biopochodne źródło kwasu polimlekowego (PLA) jest istotne i cenne. Dlatego powinniśmy obecnie w większym stopniu wykorzystywać zalety biopochodnego sekwestracji dwutlenku węgla i przyjazności dla środowiska PLA. Z jednej strony powinniśmy rozwijać i promować trwałe produkty z PLA, takie jak trwałe artykuły piśmiennicze PLA i błyszczące kubki ceramiczne z imitacją PLA; z drugiej strony,Należy podkreślić znaczenie recyklingu i ponownego wykorzystania po zużyciu.。

„Z technicznego punktu widzenia recykling chemiczny kwasu polimlekowego ma przewagę nad innymi tworzywami sztucznymi, takimi jak PET i TPU.”Ponieważ kwas polimlekowy ma tylko jeden monomer – laktyd.Po recyklingu, w procesie oczyszczania laktydu, można uzyskać laktyd o wysokiej czystości. Z ekonomicznego punktu widzenia,Recykling kwasu polimlekowego może zastąpić niektóre surowce skrobiowe i cukrowe.Pozwoli to w pewnym stopniu złagodzić przyszłą konkurencję między surowcami kwasu polimlekowego (PLA) a zasobami ludzkimi w zakresie żywności.