W 2006 roku, wraz z rozwojem technologii open source, technologia druku 3D (wytwarzania addytywnego) zaczęła gwałtownie zyskiwać na popularności w Europie i Stanach Zjednoczonych. W tamtym czasie druk 3D był 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 z fermentowanej skrobi roślinnej z kukurydzy, manioku, trzciny cukrowej lub buraków cukrowych. Cukry zawarte w tych odnawialnych materiałach są fermentowane do kwasu mlekowego, który następnie jest przetwarzany w kwas polimlekowy (PLA).

Guanghua Weiye (marka „公海赌船710”)Założona w 2002 roku, specjalizuje się wMleczan, kwas polimlekowy (PLA) i polikaprolakton (PCL)Po pięciu latach badań i rozwoju firma Guanghua Weiye zdecydowała się na wybór materiałów do druku 3D jako jednego z głównych kierunków rozwoju. W 2007 roku firma objęła pozycję światowego lidera, wprowadzając na rynek komercyjne materiały eksploatacyjne do druku 3D na bazie kwasu polimlekowego i stworzyła markę „公海赌船710”. Obecnie firma stała się jedną z najbardziej znanych na świecie marek materiałów eksploatacyjnych do druku 3D. W 2006 roku firma rozpoczęłaOdzysk kwasu polimlekowego i ponowne wykorzystanie o wysokiej wartości dodanejbadania.

Z jednej strony rozszerza horyzontalnie obszary zastosowań produktu, z drugiej strony Guanghua Weiye kontynuuje rozwój wertykalny, angażując się w budowę zielonego, zamkniętego łańcucha przemysłowego dla kwasu polimlekowego.

W 2013 roku Guanghua Weiye założyła„Roczna linia produkcyjna 5000 ton laktydu do recyklingu chemicznego”i początkowo stworzyła 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 spółce Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. (zwanej dalej „Hengtian Changjiang”), co stanowi kolejny ważny kamień milowy dla Guanghua Weiye w rozwoju horyzontalnych scenariuszy zastosowań i rozbudowie 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 sfinalizowała przejęcieBiomedycyna, druk 3D, włókno ekologiczne i opakowania przyjazne dla środowiskaCztery główne układy aplikacjii dalej się otworzyłoChemiczny odzysk laktydu z kwasu polimlekowego i bezpośrednie przędzenie ze stopu w celu wytworzenia włókna kwasu polimlekowegoZielony, 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 w górnym i dolnym biegu łańcucha przemysłowego oraz uzyskaliśmy uzupełniające się korzyści na poziomie technicznym” – powiedział Yang Yihu.

Według statystyk dotyczących europejskich tworzyw sztucznych, w 2021 r. globalna całkowita zdolność produkcyjna materiałów biodegradowalnych wyniosła 1,553 mln ton, a w tym samym okresie światowa produkcja wyrobów z tworzyw sztucznych wyniosła 390 mln ton.

Ogromna różnica oznacza szerokie perspektywy rynkowe.

Wraz ze stałym postępem globalnego harmonogramu ograniczeń i zakazów dotyczących plastiku, kwas polimlekowy, jako najbardziej obiecujący materiał biodegradowalny, znajduje się w ostatnich latach w globalnym cyklu wzrostu mocy produkcyjnych. Po 2020 roku firmy zagraniczne, takie jak TotalEnergies Corbion i Natureworks, oraz firmy krajowe, takie jak Fengyuan Group, Hisun Biomaterials, Jindan Technology, Kingfa Technology i Wanhua Chemical, uruchomiły nowe moce produkcyjne, aby wykorzystać ten trend rozwojowy.

Yang Yihu uważa, żeMimo że rozbudowa zdolności produkcyjnych w zakresie surowców przebiega w pełnym toku, możliwe, że zastosowanie nowej podaży nie zostało jeszcze w pełni wchłonięte.

„Uważamy, że zdolności produkcyjne surowców do produkcji kwasu polimlekowego w górnym biegu rzeki (upstream) wciąż dynamicznie rosną, ale jeśli nie zostaną otwarte nowe zastosowania, rynek downstream może mieć trudności z obsługą tak dużego wzrostu zapotrzebowania na surowce”. Yang Yihu powiedział: „Już w 2006 roku zaczęliśmy zwracać uwagę na rozwój scenariuszy zastosowań kwasu polimlekowego w dolnym biegu rzeki (downstream) oraz na chemiczny recykling materiałów końcowych po ich utylizacji, mając nadzieję na uzupełnienie słabych punktów w rozwoju całej branży w tych dwóch aspektach. Dlatego też, oprócz druku 3D, sukcesywnie rozwijaliśmy obszary biomedycyny, włókien ekologicznych i produktów biodegradowalnych, tworząc cztery główne obszary zastosowań”.

W ostatnich latach, wraz z globalnym zakazem stosowania tworzyw sztucznych i rosnącą dojrzałością biomateriałów, zwłaszcza materiałów z kwasu polimlekowego, potencjał rynkowy przyjaznych dla środowiska materiałów biodegradowalnych stopniowo się zwiększył, a my zainwestowaliśmy więcej energii w rozszerzenie zastosowań 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 na bazie estrów kwasu mlekowego, wytwarzane 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 chemicznemu lub mechanicznemu.Odpad może zawierać zanieczyszczenia, ale kwas polimlekowy może byćOdzysk chemiczny poprzez depolimeryzację termiczną lub hydrolizę w celu wytworzenia monomerówNastępnie jest on przetwarzany na nowy kwas polimlekowy. Kwas polimlekowy może być równieżReakcja transestryfikacji prowadząca do wytworzenia mleczanu metylu, przeprowadzając w ten sposób odzysk chemiczny.

Nasz oryginalny model innowacyjnej technologii produkcji łączonej 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 kwasu mlekowego lub przetworzonego kwasu polimlekowego, a następnie poddawać go dalszej polimeryzacji w celu uzyskania różnorodnych biomateriałów.Biorąc za przykład recykling surowców kwasu polimlekowego,Oczyszczony laktyd można wykorzystać w kolejnej polimeryzacji w celu wytworzenia kwasu polimlekowego, polikaprolaktonu lub polioli.Słabo oczyszczone produkty uboczne mogą reagować z etanolem, wytwarzając chemicznie czyste estry kwasu mlekowego, lub też laktyd o wysokiej czystości może być bezpośrednio wykorzystany jako surowiec do produkcji estrów kwasu mlekowego o wysokiej czystości.„Dodał Yang Yihu.

W 2006 roku, gdy rynek skupił się na biodegradowalnych właściwościach kwasu polimlekowego i zaczął opowiadać się za jego zaletami w zakresie stosowania w produktach jednorazowego użytku, Guanghua Weiye zaangażował się w badania nad chemicznym recyklingiem materiałów z kwasu polimlekowego.

Czy recykling chemiczny kwasu polimlekowego jest sensowny, skoro jest to materiał biodegradowalny?

Yang Yihu powiedział:Degradacja oznacza również w pewnym stopniu marnotrawstwo。”

W 2012 roku, po 6 latach badań technicznych, Guanghua Weiye oficjalnie złożyła „Metoda odzyskiwania kwasu polimlekowego w celu przygotowania rafinowanego laktydu„Zgłoszenie patentowe iPomyślnie uzyskano autoryzację w 2014 rokuTa pierwsza na świecie technologia pozwala uzyskać laktyd o wysokiej czystości poprzez recykling kwasu polimlekowego, a produkt uboczny może być również wykorzystany do produkcji różnych estrów kwasu mlekowego, rozwiązując tym samym trudny światowy problem recyklingu i ponownego wykorzystania biodegradowalnych materiałów pochodzenia biologicznego, otwierając zamknięty obieg łańcucha przemysłowego i tworząc zieloną gospodarkę o obiegu zamkniętym.

Jednocześnie w ostatnich latach branża coraz bardziej dostrzega problem niedoskonałej utylizacji biodegradowalnych tworzyw sztucznych. Według raportu „Research Report on Environmental Impact Assessment and Policy Support for Biodegradable Plastics”, opublikowanego wspólnie przez Uniwersytet Tsinghua i Sinopec, 96,77% biodegradowalnych tworzyw sztucznych w moim kraju jest spalanych i składowanych na wysypiskach, 3,1% przedostaje się do środowiska, a jedynie 0,007% trafia do końcowych składowisk biologicznych i ulega całkowitej degradacji.

Wytyczne SUP wydane przez Komisję Europejską w 2021 r. zaproponowały zakaz stosowania tworzyw sztucznych oksydegradowalnych, biodegradowalnych i kompostowalnych w jednorazowych produktach plastikowych; dyrektywa PPW opublikowana w 2022 r. wymaga, aby do 2030 r. wszystkie opakowania nadawały się do recyklingu lub ponownego wykorzystania; projekt przepisów dotyczących pojazdów wycofanych z eksploatacji (ELV) opublikowany w 2023 r. zaproponował zwiększenie wykorzystania materiałów pochodzących z recyklingu w nowych samochodach i wyraźnie stwierdził, że nowe samochody powinny zawierać co najmniej 25% tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu.

Polityka ta oznacza, że UE promuje ideę redukcji, recyklingu i ponownego użycia plastiku, ale wdrożenie tej serii polityk ograniczy również rozmieszczenie firm produkujących biodegradowalne tworzywa sztuczne w celu zwiększenia mocy produkcyjnych, co sprawia, że ludzie zadają sobie pytanie: czy biodegradowalne tworzywa sztuczne mają jeszcze przyszłość?

Yang Yihu uważa, że w kontekście neutralności węglowej biopochodne źródła kwasu polimlekowego są znaczące i cenne. Dlatego powinniśmy w większym stopniu wykorzystywać zalety biopochodnego wiązania węgla z kwasem polimlekowym i ochrony środowiska. Z jednej strony powinniśmy rozwijać i promować trwałe produkty z kwasu polimlekowego, takie jak artykuły piśmiennicze z kwasu polimlekowego o długim okresie użytkowania, a także błyszczące kubki ceramiczne o wysokiej imitacji z kwasu polimlekowego itp.; z drugiej strony,Należy podkreślić znaczenie recyklingu po użyciu。

„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 – laktydPo recyklingu można uzyskać laktyd o wysokiej czystości poprzez ponowne wykorzystanie procesu oczyszczania laktydu. Z ekonomicznego punktu widzenia,Poddany recyklingowi kwas polimlekowy może zastąpić część surowców skrobiowych i cukrowych, w pewnym stopniu może złagodzić problem konkurencji o żywność między surowcami kwasu polimlekowego a ludźmi w przyszłości.