در سال ۲۰۰۶، با ظهور فناوری متن‌باز، فناوری چاپ سه‌بعدی (تولید افزایشی) در اروپا و ایالات متحده شروع به گسترش کرد. در آن زمان، چاپ سه‌بعدی هنوز یک زمینه تحقیقاتی بسیار خاص در کشور من بود و تازه در زمینه‌های صنعتی مانند ساخت هواپیما به کار گرفته شده بود.

پلی‌لاکتیک اسید (PLA) پلی‌استری است که از نشاسته گیاهی تخمیر شده از ذرت، کاساوا، نیشکر یا چغندر قند ساخته می‌شود. قندهای موجود در این مواد تجدیدپذیر به اسید لاکتیک تخمیر می‌شوند و سپس به اسید پلی‌لاکتیک (PLA) تبدیل می‌شوند.

Guanghua Weiye (با نام تجاری "公海赌船710")این شرکت که در سال ۲۰۰۲ تأسیس شد، در زمینه‌های زیر تخصص دارد:لاکتات، پلی لاکتیک اسید (PLA) و پلی کاپرولاکتون (PCL)پس از پنج سال تحقیق و توسعه، شرکت گوانگهوا وییه تصمیم گرفت مواد چاپ سه‌بعدی را به عنوان یکی از مسیرهای اصلی توسعه خود در نظر بگیرد. در سال ۲۰۰۷، این شرکت در عرضه مواد مصرفی چاپ سه‌بعدی پلی‌لاکتیک اسید تجاری در جهان پیشگام شد و برند "公海赌船710" را تأسیس کرد. اکنون این شرکت به یکی از برندهای شناخته‌شده جهانی مواد مصرفی چاپ سه‌بعدی تبدیل شده است. در سال ۲۰۰۶، این شرکت شروع بهبازیابی پلی لاکتیک اسید و استفاده مجدد با ارزش افزوده بالاتحقیق.

از یک سو، حوزه‌های کاربرد محصول را به صورت افقی گسترش می‌دهد؛ از سوی دیگر، گوانگهوا وییه به تعمیق عمودی خود ادامه می‌دهد و متعهد به ساخت یک زنجیره صنعتی حلقه بسته سبز برای پلی‌لاکتیک اسید است.

در سال 2013، Guanghua Weiye یک«خط تولید سالانه ۵۰۰۰ تن لاکتید بازیافت شیمیایی»و در ابتدا یک سیستم فناوری حلقه بسته سبز از سنتز و اصلاح مواد تا کاربرد، هضم محصول جانبی و بازیافت و استفاده مجدد از مواد شیمیایی پلیمری تشکیل داده است.

در دسامبر ۲۰۲۳، گوانگهوا وییه ۵۱.۲۶۵٪ از سهام شرکت زیست‌مواد هنگتیان چانگ‌جیانگ (که از این پس "هنگتیان چانگ‌جیانگ" نامیده می‌شود) را خریداری کرد که نقطه عطف مهم دیگری برای گوانگهوا وییه در توسعه سناریوهای کاربردی افقی و گسترش زنجیره صنعتی عمودی بود.

اکنون، شرکت زیست‌مواد هنگتیان چانگ‌جیانگ، که عمدتاً در تحقیق و توسعه و تولید الیاف و محصولات پلی‌لاکتیک اسید فعالیت دارد، رسماً نام خود را به ... تغییر داده است.Yisheng New Materials (Suzhou) Co., Ltd.(که از این پس "مواد جدید ییشنگ" نامیده می‌شود)، گوانگهوا وییه نیز فرآیند خرید را تکمیل کردزیست‌پزشکی، چاپ سه‌بعدی، الیاف سازگار با محیط زیست و بسته‌بندی سازگار با محیط زیستچهار طرح‌بندی اصلی برنامهو بیشتر باز شدبازیابی شیمیایی لاکتید از پلی‌لاکتیک اسید و ریسندگی مستقیم مذاب برای تولید الیاف پلی‌لاکتیک اسیدیک زنجیره صنعتی حلقه بسته سبز.

یانگ ییهو گفت: «در انتهای زنجیره صنعتی، ما یک مرکز تولید سنتز لاکتید با ظرفیت ۵۰۰۰ تن در سال در شیائوگان، هوبئی ساخته‌ایم. علاوه بر استفاده از اسید لاکتیک به عنوان ماده اولیه، می‌توانیم از اسید پلی‌لاکتیک بازیافتی به عنوان ماده اولیه برای تولید لاکتید نیز استفاده کنیم. در انتهای زنجیره صنعتی، فناوری Yisheng New Materials از لاکتید به عنوان ماده اولیه برای تولید الیاف اسید پلی‌لاکتیک استفاده می‌کند. به این ترتیب، ما یک ارتباط بالادستی و پایین‌دستی در زنجیره صنعتی ایجاد کرده‌ایم و مزایای مکملی را در سطح فنی ایجاد کرده‌ایم.»

طبق آمار پلاستیک اروپا، در سال ۲۰۲۱، کل ظرفیت تولید جهانی مواد زیست تخریب‌پذیر ۱.۵۵۳ میلیون تن و در همین مدت، تولید جهانی محصولات پلاستیکی ۳۹۰ میلیون تن بوده است.

این شکاف بزرگ به معنای چشم‌انداز وسیع بازار است.

با توجه به اینکه جدول زمانی محدودیت و ممنوعیت جهانی پلاستیک به طور پیوسته در حال پیشرفت است، پلی‌لاکتیک اسید، به عنوان امیدوارکننده‌ترین ماده زیست‌تخریب‌پذیر، در سال‌های اخیر در چرخه گسترش ظرفیت جهانی قرار دارد. پس از سال ۲۰۲۰، شرکت‌های خارجی مانند TotalEnergies Corbion و Natureworks و شرکت‌های داخلی مانند Fengyuan Group، Hisun Biomaterials، Jindan Technology، Kingfa Technology و Wanhua Chemical همگی ظرفیت تولید جدیدی را برای تصاحب روند توسعه ایجاد کرده‌اند.

یانگ ییهو معتقد است کهاگرچه گسترش ظرفیت تولید در بخش مواد اولیه با سرعت بالایی در حال انجام است، اما ممکن است بخش کاربرد این عرضه جدید به طور کامل جذب نشده باشد.

«ما معتقدیم که ظرفیت تولید مواد اولیه بالادستی برای پلی‌لاکتیک اسید هنوز به سرعت در حال رشد است، اما اگر کاربردهای پایین‌دستی آن باز نشود، ممکن است تحمل چنین حجم زیادی از رشد مواد اولیه برای بازار پایین‌دستی دشوار باشد.» یانگ ییهو گفت: «در واقع، از اوایل سال ۲۰۰۶، ما شروع به توجه به توسعه سناریوهای کاربرد پایین‌دستی برای پلی‌لاکتیک اسید و بازیافت شیمیایی مواد نهایی پس از دفع کردیم، به این امید که حلقه‌های ضعیف در توسعه کل صنعت را از این دو جنبه تکمیل کنیم. بنابراین، علاوه بر چاپ سه‌بعدی، ما به طور متوالی زمینه‌های زیست‌پزشکی، الیاف اکولوژیکی و محصولات زیست‌تخریب‌پذیر را مطرح کرده‌ایم و چهار طرح کاربردی اصلی را تشکیل داده‌ایم.»

«در سال‌های اخیر، با ممنوعیت جهانی پلاستیک و بلوغ روزافزون مواد زیستی، به ویژه مواد پلی‌لاکتیک اسید، ظرفیت بازار مواد زیست‌تخریب‌پذیر سازگار با محیط زیست به تدریج گسترش یافته است و ما نیز انرژی بیشتری را در گسترش کاربرد این حوزه سرمایه‌گذاری کرده‌ایم. اکنون، محصولات زیست‌تخریب‌پذیر یکبار مصرف و محصولات الیاف سازگار با محیط زیست ما پس از مواد مصرفی چاپ سه‌بعدی، به دومین عامل رشد بزرگ تبدیل شده‌اند.»محصولات استر اسید لاکتیک تولید شده از طریق بازیافت شیمیایی نیز به رشد سریعی دست یافتند.یانگ ییهو توضیح داد: «شرکت‌های بزرگ تولیدکننده‌ی مواد مقاوم در برابر نور داخلی از محصولات لاکتات درجه‌ی الکترونیکی ما استفاده می‌کنند. حجم فعلی کم است، اما چشم‌انداز کاربرد آن امیدوارکننده است.»

اسید پلی لاکتیک ضایعاتی را می‌توان از طریق بازیافت شیمیایی یا بازیافت مکانیکی بازیافت کرد.زباله‌ها ممکن است حاوی آلاینده‌ها باشند، اما اسید پلی‌لاکتیک می‌تواندبازیابی شیمیایی با دپلیمریزاسیون حرارتی یا هیدرولیز برای تولید مونومرهاسپس آن را به اسید پلی لاکتیک جدید تبدیل می‌کنند. اسید پلی لاکتیک همچنین می‌تواندواکنش ترانس استریفیکاسیون برای تولید متیل لاکتاتو بدین ترتیب بازیابی شیمیایی انجام می‌شود.

مدل فناوری نوآوری تولید مشترک پیکربندی X اصلی ما می‌تواند به ما در دستیابی به تنوع منابع مواد اولیه و محصولات نهایی کمک کند و در نتیجه عملکردهای خط تولید را غنی‌تر کند، به طور موثر کارایی سیستم تولید را بهبود بخشد و مصرف انرژی و هزینه‌ها را کاهش دهد. ما می‌توانیم لاکتید را از اسید لاکتیک یا اسید پلی‌لاکتیک بازیافتی تولید کنیم و سپس آن را بیشتر پلیمریزه کنیم تا مواد زیستی مختلفی تولید کنیم.به عنوان مثال، بازیافت مواد اولیه پلی لاکتیک اسید را در نظر بگیرید.لاکتید خالص‌شده می‌تواند برای پلیمریزاسیون بعدی جهت تولید پلی‌لاکتیک اسید، پلی‌کاپرولاکتون یا پلی‌ال‌ها مورد استفاده قرار گیرد.محصولات جانبی که به خوبی خالص‌سازی نشده‌اند می‌توانند با اتانول واکنش داده و استرهای اسید لاکتیک با خلوص شیمیایی بالا تولید کنند، یا لاکتید با خلوص بالا می‌تواند مستقیماً به عنوان ماده اولیه برای تولید استرهای اسید لاکتیک با خلوص بالا استفاده شود.یانگ ییهو افزود.

در سال ۲۰۰۶، زمانی که بازار بر خواص زیست‌تخریب‌پذیر پلی‌لاکتیک اسید تمرکز کرد و از مزایای کاربرد آن در زمینه محصولات یکبار مصرف حمایت کرد، گوانگ‌هوا وییه تحقیقات خود را در زمینه بازیافت شیمیایی مواد پلی‌لاکتیک اسید آغاز کرد.

آیا بازیافت شیمیایی پلی لاکتیک اسید به عنوان یک ماده تجزیه پذیر منطقی است؟

یانگ ییهو گفت:تخریب همچنین تا حدی به معنای اتلاف است« »

در سال ۲۰۱۲، پس از ۶ سال تحقیق فنی، گوانگهوا وییه رسماً "روشی برای بازیابی پلی لاکتیک اسید جهت تهیه لاکتید تصفیه شده«درخواست ثبت اختراع، وبا موفقیت در سال ۲۰۱۴ مجوز دریافت کرداین فناوری که برای اولین بار در جهان توسعه یافته است، می‌تواند با بازیافت پلی‌لاکتیک اسید، لاکتید با خلوص بالا به دست آورد و از این محصول جانبی می‌توان برای تولید انواع استرهای اسید لاکتیک نیز استفاده کرد و مشکل دشوار بازیافت و استفاده مجدد از مواد زیست‌تخریب‌پذیر در جهان را حل کرد، حلقه بسته زنجیره صنعتی را باز کرد و یک اقتصاد «چرخشی سبز» را شکل داد.

در عین حال، مشکل دفع نهایی ناقص پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر در سال‌های اخیر به طور فزاینده‌ای توسط صنعت مورد توجه قرار گرفته است. طبق «گزارش تحقیقاتی در مورد ارزیابی اثرات زیست‌محیطی و حمایت از سیاست‌گذاری برای پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر» که به طور مشترک توسط دانشگاه تسینگهوا و سینوپک منتشر شده است، ۹۶.۷۷٪ از پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر کشور من سوزانده و دفن می‌شوند، ۳.۱٪ به محیط زیست نشت می‌کنند و تنها ۰.۰۰۷٪ وارد تأسیسات دفع بیولوژیکی می‌شوند و کاملاً تجزیه می‌شوند.

دستورالعمل‌های SUP که توسط کمیسیون اروپا در سال ۲۰۲۱ صادر شد، ممنوعیت استفاده از پلاستیک‌های اکسو-تخریب‌پذیر، پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر و پلاستیک‌های کمپوست‌پذیر را در محصولات پلاستیکی یکبار مصرف پیشنهاد کرد؛ دستورالعمل PPW که در سال ۲۰۲۲ منتشر شد، الزام می‌کند که تمام بسته‌بندی‌ها تا سال ۲۰۳۰ باید قابل بازیافت یا قابل استفاده مجدد باشند؛ پیشنهاد مقررات خودروهای فرسوده (ELV) که در سال ۲۰۲۳ منتشر شد، افزایش استفاده از مواد بازیافتی در خودروهای جدید را پیشنهاد کرد و به وضوح بیان داشت که خودروهای جدید باید حداقل ۲۵٪ پلاستیک بازیافتی داشته باشند.

این سیاست‌ها به این معنی است که اتحادیه اروپا مفهوم کاهش، بازیافت و استفاده مجدد از پلاستیک را ترویج می‌دهد، اما اجرای این سری از سیاست‌ها، طرح شرکت‌های پلاستیک زیست‌تخریب‌پذیر را در گسترش ظرفیت تولید نیز محدود می‌کند، که باعث می‌شود مردم از خود بپرسند: آیا هنوز آینده‌ای برای پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر وجود دارد؟

یانگ ییهو معتقد است که در زمینه خنثی‌سازی کربن، منابع زیستی پلی‌لاکتیک اسید معنادار و ارزشمند هستند. بنابراین، باید از مزایای تثبیت کربن زیستی پلی‌لاکتیک اسید و حفاظت از محیط زیست بیشتر استفاده کنیم. از یک سو، باید محصولات بادوام پلی‌لاکتیک اسید، مانند لوازم التحریر پلی‌لاکتیک اسید که می‌توانند برای مدت طولانی استفاده شوند، و لیوان‌های سرامیکی براق پلی‌لاکتیک اسید با تقلید بالا و غیره را توسعه و ترویج دهیم. از سوی دیگر،بازیافت پس از استفاده باید مورد تأکید قرار گیرد。

«از دیدگاه فنی، بازیافت شیمیایی پلی‌لاکتیک اسید نسبت به سایر پلاستیک‌ها مانند PET و TPU مزایایی دارد.»از آنجا که پلی لاکتیک اسید فقط یک مونومر به نام لاکتید داردپس از بازیافت، می‌توان با استفاده مجدد از فرآیند خالص‌سازی لاکتید، لاکتید با خلوص بالا را به دست آورد. از دیدگاه اقتصادی،اسید پلی لاکتیک بازیافتی می‌تواند جایگزین بخشی از مواد اولیه نشاسته و شکر شود.تا حدودی، می‌تواند مشکل رقابت بین مواد اولیه پلی‌لاکتیک اسید و مردم برای غذا را در آینده کاهش دهد.