Yang Yihu van Guanghua Weiye: Het technische traject, de voordelen en de toekomstige markt van chemische recycling van polymelkzuur.

In 2006, met de opkomst van open-source technologie, begon 3D-printen (additieve productie) aan populariteit te winnen in Europa en de Verenigde Staten. Destijds was 3D-printen in mijn land echter nog een zeer nichegebied en werd het pas net toegepast in industriële sectoren zoals de vliegtuigbouw.

Poly melkzuur (PLA) is een polyester dat wordt gemaakt door de fermentatie van plantaardig zetmeel uit maïs, cassave, suikerriet of suikerbieten. De suikers in deze hernieuwbare materialen worden gefermenteerd tot melkzuur, dat vervolgens wordt gebruikt om PLA te maken.

Guanghua Weiye (merk "eSUN")Opgericht in 2002, aanvankelijk gespecialiseerd inLactaten, polymelkzuur (PLA) en polycaprolacton (PCL)Na vijf jaar onderzoek en ontwikkeling besloot Guanghua Weiye zich te richten op 3D-printmaterialen als een van haar belangrijkste ontwikkelingsrichtingen. In 2007 was het 's werelds eerste bedrijf dat commercieel verkrijgbare verbruiksmaterialen van poly melkzuur (PLA) voor 3D-printen op de markt bracht en vervolgens het merk "eSUN" oprichtte, dat inmiddels is uitgegroeid tot een van 's werelds toonaangevende merken voor 3D-printmaterialen. In 2006 begon het bedrijf...Recycling van polymelkzuur en hergebruik met hoge toegevoegde waardeHet onderzoek.

Enerzijds breidt Guanghua Weiye zijn producttoepassingsgebieden horizontaal uit, anderzijds verdiept het bedrijf zich continu in zijn verticale integratie, met als doel een groene, gesloten industriële keten voor polymelkzuur te creëren.

In 2013 bouwde Guanghua Weiye een vestiging met onafhankelijke intellectuele eigendomsrechten in Xiaogan, provincie Hubei."Een productielijn voor de productie van lactide uit chemische recycling met een jaarlijkse capaciteit van 5.000 ton."Er is in eerste instantie een groen, gesloten technologiesysteem opgezet, dat materiaalsynthese en -modificatie, toepassing, verwerking van bijproducten en chemische recycling en hergebruik van polymeren omvat.

In december 2023 voltooide Guanghua Weiye de overname van 51,265% van de aandelen van Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. (hierna "Hengtian Changjiang" genoemd), wat een belangrijke mijlpaal betekende voor Guanghua Weiye op het gebied van horizontale toepassingsscenario-ontwikkeling en verticale uitbreiding van de industriële keten.

Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd., dat zich voornamelijk bezighoudt met onderzoek, ontwikkeling en productie van polylactidevezels en -producten, heeft nu officieel zijn naam gewijzigd inYisheng nieuwe materialen (Suzhou) Co., Ltd.(hierna aangeduid als "Yisheng New Materials"), heeft Guanghua Weiye via deze overname ook haar acquisitie voltooid.Biomedische technologie, 3D-printing, ecovezels en milieuvriendelijke verpakkingenVier belangrijke toepassingslay-outsen verder geopendPoly melkzuur (PLA) vezels worden geproduceerd door melkzuur chemisch terug te winnen en het vervolgens opnieuw te smelten tot PLA vezels.Een groene, gesloten industriële keten.

"Aan het begin van de industriële keten hebben we in Xiaogan, Hubei, een productiefaciliteit voor de synthese van lactide gebouwd met een capaciteit van 5.000 ton per jaar. Naast melkzuur als grondstof kunnen we ook gerecycled polymelkzuur gebruiken om lactide te produceren. Aan het eind van de industriële keten gebruikt de technologie van Yisheng New Materials lactide als grondstof voor de productie van polymelkzuurvezels. Op deze manier hebben we een verbinding tussen de productieketen tot stand gebracht en complementaire voordelen op technologisch niveau behaald", aldus Yang Yihu.

Volgens European Plastics bedroeg de wereldwijde productiecapaciteit van biologisch afbreekbare materialen in 2021 1,553 miljoen ton, terwijl de wereldwijde productie van plastic producten 390 miljoen ton bedroeg.

Het enorme verschil betekent een enorm marktperspectief.

Tegen de achtergrond van een gestage wereldwijde drang naar vermindering en verbod op plastic, heeft poly melkzuur (PLA), als een van de meest veelbelovende biologisch afbreekbare materialen, de afgelopen jaren een wereldwijde capaciteitsuitbreiding doorgemaakt. Sinds 2020 hebben internationale bedrijven zoals TotalEnergies Corbion en Natureworks, evenals binnenlandse bedrijven zoals Fengyuan Group, Hisun Biomaterials, Jindan Technology, Kingfa Science & Technology en Wanhua Chemical, allemaal nieuwe productiecapaciteit ingezet om deze ontwikkelingskans te benutten.

Yang Yihu gelooft datHoewel de uitbreiding van de productiecapaciteit voor grondstoffen in volle gang is, is het mogelijk dat de nieuwe aanvoer nog niet volledig is benut door de afnemers.

"Onze inschatting is dat de productiecapaciteit van de grondstof polymelkzuur (PLA) relatief snel toeneemt, maar als de toepassingen in de downstreamsector niet van de grond komen, kan de downstreammarkt het moeilijk vinden om zo'n grote toename in de grondstofproductie op te vangen", aldus Yang Yihu. "Sterker nog, we zijn al sinds 2006 bezig met de ontwikkeling van toepassingsscenario's voor PLA en de chemische recycling van afvalmaterialen, in de hoop de zwakke punten in de algehele industriële ontwikkeling vanuit deze twee invalshoeken aan te vullen. Daarom hebben we, naast 3D-printing, onze activiteiten achtereenvolgens uitgebreid naar de biomedische sector, ecovezels en biologisch afbreekbare producten, waarmee we vier belangrijke toepassingsgebieden hebben gecreëerd."

"De afgelopen jaren, met het wereldwijde verbod op en de beperking van plastic en de toenemende volwassenheid van biomaterialen, met name de technologie van poly melkzuur (PLA), is de marktcapaciteit voor milieuvriendelijke, biologisch afbreekbare materialen geleidelijk toegenomen. We hebben ook meer geïnvesteerd in het uitbreiden van de toepassingen op dit gebied. Onze biologisch afbreekbare wegwerpproducten en ecovezelproducten zijn nu, na verbruiksartikelen voor 3D-printen, de op één na grootste groeimotor."Lactaatproducten die via chemische recycling worden geproduceerd, hebben ook een snelle groei doorgemaakt."Grote binnenlandse bedrijven die fotolakken produceren, gebruiken onze lactaatproducten van elektronische kwaliteit. Het huidige volume is klein, maar de toepassingsmogelijkheden zijn veelbelovend," legde Yang Yihu uit.

Afvalpolymelkzuur kan worden gerecycled door middel van chemische of mechanische terugwinning.Het afval kan verontreinigingen bevatten, maar polymelkzuur kan onder controle worden gehouden door...Chemische terugwinning door middel van thermische polymerisatie of hydrolyse om monomeren te produceren.Vervolgens wordt het verwerkt tot nieuw polymelkzuur. Polymelkzuur kan ook op andere manieren worden verwerkt...Transesterificatie produceert methyllactaat.Dit maakt chemische recycling mogelijk.

"Ons unieke X-configuratie co-productietechnologiemodel stelt ons in staat om diversiteit in grondstoffen en eindproducten te realiseren, waardoor de functionaliteit van de productielijn wordt verrijkt, de efficiëntie van het productiesysteem effectief wordt verbeterd en het energieverbruik en de kosten worden verlaagd. We kunnen lactide produceren uit twee grondstoffen, melkzuur of gerecycled polymelkzuur, en dit vervolgens verder polymeriseren om diverse biomaterialen te produceren."Neem bijvoorbeeld de recycling van grondstoffen voor polymelkzuur. Het verkregen materiaal is...Goed gezuiverd lactide kan in de volgende polymerisatiestap worden gebruikt om polymelkzuur, polycaprolacton of polyolen te produceren.Slecht gezuiverde bijproducten kunnen met ethanol reageren om chemisch zuiver lactaat te produceren, of hoogzuiver lactide kan rechtstreeks als grondstof worden gebruikt om hoogzuiver lactaat te produceren."Yang Yihu voegde eraan toe."

In 2006, terwijl de markt zich concentreerde op de biologische afbreekbaarheid van polymelkzuur en de voordelen ervan in de sector van wegwerpproducten benadrukte, stortte Guanghua Weiye zich op het onderzoek naar chemische recycling van polymelkzuurmaterialen.

Is chemische recycling van polymelkzuur (PLA), een biologisch afbreekbaar materiaal, zinvol?

Yang Yihu zei:Afbraak betekent tot op zekere hoogte ook een vorm van afval."

In 2012, na zes jaar van technologische doorbraken, diende Guanghua Weiye officieel zijn "..." in.Een methode voor het terugwinnen van polymelkzuur om geraffineerd melkzuur te bereiden.De octrooiaanvraag voor "en"In 2014 is de vergunning succesvol verkregen.Deze wereldprimeurtechnologie maakt het mogelijk om zeer zuiver lactide te verkrijgen door polymelkzuur te recyclen. De bijproducten kunnen bovendien worden gebruikt voor de productie van diverse melkzuuresters, waarmee het wereldwijde probleem van het recyclen en hergebruiken van biologisch afbreekbare materialen wordt opgelost en een gesloten industriële keten wordt gecreëerd die bijdraagt ​​aan een groene circulaire economie.

Ondertussen wordt het probleem van de ontoereikende afvalverwerking van biologisch afbreekbare kunststoffen de laatste jaren steeds meer erkend door de industrie. Volgens het "Environmental Impact Assessment and Policy Support Research Report on Biodegradable Plastics", een gezamenlijk rapport van de Tsinghua Universiteit en Sinopec, belandt 96,77% van de biologisch afbreekbare kunststoffen in mijn land op verbrandingsovens en stortplaatsen, lekt 3,1% in het milieu en komt slechts 0,007% terecht in biologische verwerkingsinstallaties waar het volledig wordt afgebroken.

De SUP-richtlijnen van de Europese Commissie, gepubliceerd in 2021, stelden voor om het gebruik van oxidatief afbreekbare kunststoffen, biologisch afbreekbare kunststoffen en composteerbare kunststoffen in plastic producten voor eenmalig gebruik te verbieden; de PPW-richtlijn, gepubliceerd in 2022, vereist dat alle verpakkingen tegen 2030 recyclebaar of herbruikbaar moeten zijn; en de voorgestelde regelgeving voor afgedankte voertuigen (ELV), gepubliceerd in 2023, stelde voor om het gebruik van gerecyclede materialen in nieuwe auto's te verhogen, met de specificatie dat nieuwe auto's ten minste 25% gerecyclede kunststoffen moeten bevatten.

Deze beleidsmaatregelen duiden erop dat de EU de concepten van plasticreductie, recycling en hergebruik bevordert. De implementatie ervan zal echter ook de uitbreiding van de productiecapaciteit van bedrijven die biologisch afbreekbare kunststoffen produceren beperken, wat de vraag oproept: hebben biologisch afbreekbare kunststoffen nog wel een toekomst?

Yang Yihu is van mening dat, in de context van koolstofneutraliteit, de biobased bron van polymelkzuur (PLA) zinvol en waardevol is. Daarom zouden we de voordelen van PLA's biobased koolstofvastlegging en milieuvriendelijkheid nu meer moeten benutten. Enerzijds zouden we duurzame PLA-producten moeten ontwikkelen en promoten, zoals duurzaam PLA-briefpapier en hoogglanzende PLA-bekers met een hoogwaardige keramische imitatie; anderzijds,Het belang van recycling en hergebruik na gebruik moet worden benadrukt....

"Vanuit technisch oogpunt biedt de chemische recycling van polymelkzuur voordelen ten opzichte van andere kunststoffen zoals PET en TPU."Omdat polymelkzuur slechts één monomeer heeft, namelijk lactide.Na recycling kan via het lactidezuiveringsproces lactide van hoge zuiverheid worden verkregen. Vanuit economisch oogpunt,Door polymelkzuur te recyclen, kunnen sommige grondstoffen zoals zetmeel en suiker worden vervangen.Dit zal de toekomstige concurrentie tussen grondstoffen van polymelkzuur (PLA) en menselijke hulpbronnen voor voedselproductie tot op zekere hoogte verlichten.