Yang Yihu di Guanghua Weiye: Percorso tecnico, vantaggi e mercato futuro del riciclo chimico dell'acido polilattico.

Nel 2006, con l'avvento della tecnologia open-source, la stampa 3D (produzione additiva) ha iniziato a diffondersi in Europa e negli Stati Uniti. A quel tempo, tuttavia, nel mio paese la stampa 3D era ancora un campo di ricerca di nicchia e aveva appena iniziato a trovare applicazione in settori industriali come la produzione di aeromobili.

L'acido polilattico (PLA) è un poliestere ottenuto dalla fermentazione di amidi vegetali derivati ​​da mais, manioca, canna da zucchero o barbabietola da zucchero. Gli zuccheri presenti in queste materie prime rinnovabili vengono fermentati in acido lattico, che viene poi utilizzato per produrre il PLA.

Guanghua Weiye (marchio "eSUN")Fondata nel 2002, inizialmente specializzata inLattati, acido polilattico (PLA) e policaprolattone (PCL)Dopo cinque anni di ricerca e sviluppo, Guanghua Weiye ha deciso di concentrarsi sui materiali per la stampa 3D come una delle sue principali direzioni di sviluppo. Nel 2007, è diventata la prima azienda al mondo a lanciare sul mercato materiali di consumo per la stampa 3D in acido polilattico (PLA) e, successivamente, ha creato il marchio "eSUN", che ora è diventato uno dei marchi leader a livello mondiale nel settore dei materiali di consumo per la stampa 3D. Nel 2006, l'azienda ha iniziato...Riciclo dell'acido polilattico e riutilizzo ad alto valore aggiuntoLa ricerca.

Da un lato, Guanghua Weiye sta espandendo orizzontalmente i campi di applicazione dei suoi prodotti e, dall'altro, sta anche approfondendo costantemente la sua integrazione verticale, impegnandosi a creare una filiera industriale a ciclo chiuso e sostenibile per l'acido polilattico.

Nel 2013, Guanghua Weiye ha costruito uno stabilimento con diritti di proprietà intellettuale indipendenti a Xiaogan, nella provincia di Hubei."Una linea di produzione per la produzione di lattide tramite riciclo chimico, con una capacità annua di 5.000 tonnellate."È stato inizialmente creato un sistema tecnologico ecocompatibile a ciclo chiuso, che comprende la sintesi e la modifica dei materiali, l'applicazione, la digestione dei sottoprodotti e il riciclo e il riutilizzo dei prodotti chimici polimerici.

Nel dicembre 2023, Guanghua Weiye ha completato l'acquisizione del 51,265% del capitale azionario di Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. (di seguito denominata "Hengtian Changjiang"), segnando un'altra importante pietra miliare per Guanghua Weiye in termini di sviluppo di scenari applicativi orizzontali ed estensione verticale della catena industriale.

Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd., che si occupa principalmente di ricerca, sviluppo e produzione di fibre e prodotti in acido polilattico, ha ora ufficialmente cambiato nome inYisheng Nuovi Materiali (Suzhou) Co., Ltd.(di seguito denominata "Yisheng New Materials"), Guanghua Weiye ha completato la sua acquisizione anche attraverso questa acquisizione.Biomedicina, stampa 3D, ecofibre e imballaggi ecocompatibiliQuattro principali configurazioni applicativee ulteriormente apertoLe fibre di acido polilattico (PLA) vengono prodotte recuperando chimicamente il lattide e rifondendolo successivamente in fibre di PLA.Una filiera industriale ecologica a ciclo chiuso.

"Nella fase a monte della catena industriale, abbiamo costruito un impianto di sintesi di lattide con una capacità produttiva di 5.000 tonnellate all'anno a Xiaogan, nella provincia di Hubei. Oltre all'acido lattico come materia prima, possiamo utilizzare anche acido polilattico riciclato per produrre lattide. Nella fase a valle della catena industriale, la tecnologia di Yisheng New Materials utilizza il lattide come materia prima per produrre fibra di acido polilattico. In questo modo, abbiamo creato un collegamento a monte e a valle della catena industriale, ottenendo vantaggi complementari a livello tecnologico", ha affermato Yang Yihu.

Secondo European Plastics, nel 2021 la capacità produttiva globale di materiali biodegradabili è stata di 1,553 milioni di tonnellate, mentre la produzione globale di prodotti in plastica è stata di 390 milioni di tonnellate.

L'enorme divario rappresenta una vastissima prospettiva di mercato.

Nel contesto di una costante spinta globale verso la riduzione e il divieto della plastica, l'acido polilattico (PLA), in quanto uno dei materiali biodegradabili più promettenti, ha registrato negli ultimi anni un ciclo di espansione della capacità produttiva a livello globale. Dal 2020, aziende internazionali come TotalEnergies Corbion e Natureworks, così come aziende nazionali come Fengyuan Group, Hisun Biomaterials, Jindan Technology, Kingfa Science & Technology e Wanhua Chemical, hanno tutte implementato nuove capacità produttive per cogliere questa opportunità di sviluppo.

Yang Yihu crede cheSebbene l'espansione della capacità produttiva di materie prime sia in pieno svolgimento, il lato applicativo della nuova offerta potrebbe non essere stato completamente assorbito.

"La nostra valutazione è che la capacità produttiva a monte della materia prima acido polilattico (PLA) stia aumentando relativamente in fretta, ma se le applicazioni a valle non decollano, il mercato a valle potrebbe avere difficoltà ad assorbire un incremento così consistente della produzione di materia prima", ha affermato Yang Yihu. "In realtà, abbiamo iniziato a concentrarci sullo sviluppo di scenari applicativi a valle per il PLA e sul riciclo chimico dei materiali di scarto già nel 2006, con l'obiettivo di colmare le lacune nello sviluppo complessivo del settore da questi due punti di vista. Pertanto, oltre alla stampa 3D, ci siamo progressivamente espansi nei settori della biomedicina, delle ecofibre e dei prodotti biodegradabili, definendo quattro principali ambiti applicativi."

"Negli ultimi anni, con il divieto e la restrizione globale della plastica e la crescente maturità delle tecnologie dei biomateriali, in particolare dell'acido polilattico (PLA), il mercato dei materiali biodegradabili ecocompatibili si è gradualmente ampliato. Abbiamo inoltre investito maggiori risorse nell'espansione delle applicazioni in questo settore. Oggi, i nostri prodotti biodegradabili monouso e i prodotti in ecofibra sono diventati il ​​secondo motore di crescita dopo i materiali di consumo per la stampa 3D."Anche i prodotti a base di lattato ottenuti tramite riciclo chimico hanno registrato una rapida crescita."Le principali aziende nazionali produttrici di fotoresist utilizzano i nostri prodotti a base di lattato di grado elettronico. Attualmente i volumi sono ridotti, ma le prospettive di applicazione sono promettenti", ha spiegato Yang Yihu.

L'acido polilattico di scarto può essere riciclato tramite recupero chimico o meccanico.I rifiuti possono contenere contaminanti, ma l'acido polilattico può essere controllato attraverso...Recupero di sostanze chimiche tramite polimerizzazione termica o idrolisi per produrre monomeri.Successivamente viene trasformato in nuovo acido polilattico. L'acido polilattico può essere lavorato anche attraverso...La transesterificazione produce lattato di metileCiò consente il riciclo delle sostanze chimiche.

"Il nostro esclusivo modello tecnologico di coproduzione a configurazione X ci consente di diversificare le fonti di materie prime e i prodotti finali, arricchendo così le funzionalità della linea di produzione, migliorando efficacemente l'efficienza del sistema produttivo e riducendo il consumo energetico e i costi. Possiamo produrre lattide a partire da due materie prime, acido lattico o acido polilattico riciclato, e successivamente polimerizzarlo per produrre diversi biomateriali."Prendendo come esempio il riciclo delle materie prime dell'acido polilattico, si ottieneIl lattide ben purificato può essere utilizzato nella successiva fase di polimerizzazione per produrre acido polilattico, policaprolattone o polioli.I sottoprodotti scarsamente purificati possono essere fatti reagire con etanolo per produrre lattato chimicamente puro, oppure il lattide ad elevata purezza può essere utilizzato direttamente come materia prima per produrre lattato ad elevata purezza."Yang Yihu ha aggiunto."

Nel 2006, mentre il mercato era concentrato sulla biodegradabilità dell'acido polilattico e ne esaltava i vantaggi nel settore dei prodotti monouso, Guanghua Weiye si è immersa nella ricerca sul riciclo chimico dei materiali a base di acido polilattico.

Il riciclo chimico dell'acido polilattico (PLA), un materiale biodegradabile, ha senso?

Yang Yihu ha detto:Il degrado, in una certa misura, implica anche una forma di spreco.。”

Nel 2012, dopo sei anni di progressi tecnologici, Guanghua Weiye ha presentato ufficialmente la sua "..."Un metodo per recuperare l'acido polilattico al fine di preparare lattide di grado raffinato.La domanda di brevetto per "e"Autorizzazione ottenuta con successo nel 2014Questa tecnologia, la prima al mondo nel suo genere, permette di ottenere lattide ad elevata purezza riciclando l'acido polilattico. I sottoprodotti possono essere utilizzati per produrre una varietà di esteri dell'acido lattico, risolvendo così il problema globale del riciclo e del riutilizzo dei materiali biodegradabili e creando una filiera industriale a ciclo chiuso per dare vita a un'economia circolare "verde".

Nel frattempo, negli ultimi anni, l'industria ha riconosciuto sempre più l'inadeguatezza dello smaltimento a fine vita delle plastiche biodegradabili. Secondo il "Rapporto di ricerca sulla valutazione dell'impatto ambientale e sul supporto alle politiche relative alle plastiche biodegradabili", pubblicato congiuntamente dall'Università di Tsinghua e da Sinopec, il 96,77% delle plastiche biodegradabili nel mio Paese finisce nell'incenerimento e in discarica, il 3,1% si disperde nell'ambiente e solo lo 0,007% raggiunge gli impianti di smaltimento biologico a valle e si degrada completamente.

Le linee guida SUP della Commissione europea, pubblicate nel 2021, proponevano il divieto di utilizzo di plastiche degradabili per ossidazione, biodegradabili e compostabili nei prodotti in plastica monouso; la direttiva PPW, pubblicata nel 2022, prevede che tutti gli imballaggi debbano essere riciclabili o riutilizzabili entro il 2030; e la proposta di regolamento sui veicoli fuori uso (ELV), pubblicata nel 2023, proponeva di aumentare l'utilizzo di materiali riciclati nelle nuove auto, specificando che queste dovrebbero contenere almeno il 25% di plastica riciclata.

Queste politiche indicano che l'UE sta promuovendo i concetti di riduzione, riciclo e riutilizzo della plastica. Tuttavia, l'attuazione di queste politiche limiterà anche l'espansione della capacità produttiva delle aziende che producono plastiche biodegradabili, sollevando un interrogativo: le plastiche biodegradabili hanno ancora un futuro?

Yang Yihu ritiene che, nel contesto della neutralità carbonica, la fonte di acido polilattico (PLA) di origine biologica sia significativa e preziosa. Pertanto, dovremmo attualmente sfruttare maggiormente i vantaggi del sequestro del carbonio di origine biologica e della compatibilità ambientale del PLA. Da un lato, dovremmo sviluppare e promuovere prodotti in PLA durevoli, come articoli di cancelleria in PLA resistenti e tazze in PLA lucido che imitano la ceramica; dall'altro lato,È opportuno sottolineare l'importanza del riciclo e del riutilizzo dopo l'uso.。

"Dal punto di vista tecnico, il riciclo chimico dell'acido polilattico presenta vantaggi rispetto ad altre materie plastiche come il PET e il TPU."Perché l'acido polilattico ha un solo monomero, il lattide.Dopo il riciclo, è possibile ottenere lattide ad elevata purezza attraverso il processo di purificazione del lattide. Da un punto di vista economico,Il riciclo dell'acido polilattico può sostituire alcune materie prime a base di amido e zucchero.Ciò attenuerà, in una certa misura, la futura competizione tra le materie prime dell'acido polilattico (PLA) e le risorse umane destinate alla produzione alimentare.