Yang Yihu, da Guanghua Weiye: O Caminho Técnico, as Vantagens e o Futuro do Mercado da Reciclagem Química do Ácido Polilático

Em 2006, com o advento da tecnologia de código aberto, a tecnologia de impressão 3D (manufatura aditiva) começou a ganhar impulso na Europa e nos Estados Unidos. Naquela época, porém, a impressão 3D ainda era um campo de pesquisa muito específico no meu país e estava apenas começando a ser aplicada em setores industriais, como a fabricação de aeronaves.

O ácido polilático (PLA) é um poliéster produzido a partir da fermentação de amidos vegetais provenientes de milho, mandioca, cana-de-açúcar ou beterraba. Os açúcares presentes nesses materiais renováveis ​​são fermentados em ácido lático, que é então utilizado na fabricação do PLA.

Guanghua Weiye (marca "eSUN")Fundada em 2002, inicialmente especializada emLactatos, ácido polilático (PLA) e policaprolactona (PCL)Após cinco anos de pesquisa e desenvolvimento, a Guanghua Weiye decidiu concentrar-se em materiais para impressão 3D como uma de suas principais linhas de desenvolvimento. Em 2007, tornou-se a primeira empresa do mundo a lançar comercialmente consumíveis para impressão 3D em ácido polilático (PLA) e, posteriormente, estabeleceu a marca "eSUN", que hoje se tornou uma das marcas líderes mundiais em consumíveis para impressão 3D. Em 2006, a empresa iniciou...Reciclagem e reutilização de alto valor agregado do ácido poliláticoA pesquisa.

Por um lado, a Guanghua Weiye está expandindo horizontalmente suas áreas de aplicação de produtos e, por outro, aprofundando continuamente sua integração vertical, comprometida em criar uma cadeia industrial verde de ciclo fechado para o ácido polilático.

Em 2013, a Guanghua Weiye construiu uma instalação com direitos de propriedade intelectual independentes em Xiaogan, província de Hubei."Uma linha de produção para a fabricação de lactídeo a partir da reciclagem de produtos químicos, com uma capacidade anual de 5.000 toneladas."Inicialmente, foi formado um sistema tecnológico verde de ciclo fechado, que abrange a síntese e modificação de materiais, a aplicação, a digestão de subprodutos e a reciclagem e reutilização de produtos químicos de polímeros.

Em dezembro de 2023, a Guanghua Weiye concluiu a aquisição de 51,265% do capital social da Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. (doravante denominada "Hengtian Changjiang"), marcando mais um importante marco para a Guanghua Weiye em termos de desenvolvimento de cenários de aplicação horizontal e extensão da cadeia industrial vertical.

A Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd., empresa que atua principalmente na pesquisa, desenvolvimento e produção de fibras e produtos de ácido polilático, mudou oficialmente seu nome paraYisheng Novos Materiais (Suzhou) Co., Ltd.(doravante denominada "Yisheng New Materials"), a Guanghua Weiye também concluiu sua aquisição por meio desta aquisição.Biomedicina, impressão 3D, fibras ecológicas e embalagens sustentáveis.Quatro principais formatos de aplicaçãoe se abriu ainda maisAs fibras de ácido polilático (PLA) são produzidas através da recuperação química do lactídeo e posterior fusão deste para a obtenção das fibras de PLA.Uma cadeia industrial verde de ciclo fechado.

"Na extremidade inicial da cadeia industrial, construímos uma unidade de produção de síntese de lactídeo com capacidade de 5.000 toneladas/ano em Xiaogan, Hubei. Além de utilizarmos ácido lático como matéria-prima, também podemos usar ácido polilático reciclado para produzir lactídeo. Na extremidade final da cadeia industrial, a tecnologia da Yisheng New Materials utiliza lactídeo como matéria-prima para produzir fibra de ácido polilático. Dessa forma, estabelecemos uma conexão entre as extremidades inicial e final da cadeia industrial e alcançamos vantagens complementares em nível tecnológico", afirmou Yang Yihu.

Segundo a European Plastics, em 2021, a capacidade de produção global de materiais biodegradáveis ​​foi de 1,553 milhão de toneladas, enquanto a produção global de produtos plásticos foi de 390 milhões de toneladas.

Essa enorme lacuna representa uma vasta perspectiva de mercado.

Em um contexto de forte pressão global para a redução e proibição do plástico, o ácido polilático (PLA), um dos materiais biodegradáveis ​​mais promissores, tem vivenciado um ciclo de expansão da capacidade produtiva global nos últimos anos. Desde 2020, empresas internacionais como TotalEnergies Corbion e Natureworks, bem como empresas nacionais como Fengyuan Group, Hisun Biomaterials, Jindan Technology, Kingfa Science & Technology e Wanhua Chemical, têm investido em novas capacidades de produção para aproveitar essa oportunidade de desenvolvimento.

Yang Yihu acredita queEmbora a expansão da capacidade de produção de matéria-prima esteja a todo vapor, a demanda por essa nova oferta pode não ter sido totalmente absorvida.

“Nossa avaliação é que a capacidade de produção de matéria-prima, o ácido polilático (PLA), está aumentando relativamente rápido, mas se as aplicações a jusante não decolarem, o mercado a jusante poderá ter dificuldades para absorver um aumento tão grande na produção de matéria-prima”, disse Yang Yihu. “Na verdade, começamos a prestar atenção ao desenvolvimento de cenários de aplicação a jusante para o PLA e à reciclagem química de materiais residuais já em 2006, esperando complementar os pontos fracos no desenvolvimento geral do setor a partir desses dois aspectos. Portanto, além da impressão 3D, expandimos sucessivamente para os campos da biomedicina, fibras ecológicas e produtos biodegradáveis, formando quatro grandes linhas de aplicação.”

"Nos últimos anos, com a proibição e restrição global de plásticos e o amadurecimento crescente dos biomateriais, especialmente a tecnologia de materiais de ácido polilático (PLA), a capacidade de mercado para materiais biodegradáveis ​​e ecologicamente corretos expandiu-se gradualmente. Também investimos mais esforços na expansão das aplicações nessa área. Agora, nossos produtos biodegradáveis ​​descartáveis ​​e produtos de ecofibra tornaram-se o segundo maior impulsionador de crescimento, depois dos consumíveis para impressão 3D."Os produtos à base de lactato produzidos por meio de reciclagem química também apresentaram rápido crescimento."As principais empresas nacionais de fotorresistentes estão utilizando nossos produtos de lactato de grau eletrônico. O volume atual é pequeno, mas as perspectivas de aplicação são promissoras", explicou Yang Yihu.

O ácido polilático residual pode ser reciclado por meio de recuperação química ou mecânica.Os resíduos podem conter contaminantes, mas o ácido polilático pode ser controlado através de...Recuperação química por meio de polimerização térmica ou hidrólise para produzir monômeros.Em seguida, é transformado em novo ácido polilático. O ácido polilático também pode ser processado através de...A transesterificação produz lactato de metila.Isso permite a reciclagem química.

"Nosso modelo tecnológico inovador de coprodução com configuração em X nos permite alcançar diversidade nas fontes de matéria-prima e nos produtos finais, enriquecendo as funções da linha de produção, melhorando efetivamente a eficiência do sistema produtivo e reduzindo o consumo de energia e os custos. Podemos produzir lactídeo a partir de duas matérias-primas, ácido lático ou ácido polilático reciclado, e posteriormente polimerizá-lo para produzir diversos biomateriais."Tomando como exemplo a reciclagem de matérias-primas de ácido polilático, o resultado obtidoO lactídeo bem purificado pode ser usado na próxima etapa de polimerização para produzir ácido polilático, policaprolactona ou polióis.Subprodutos com baixo grau de purificação podem reagir com etanol para produzir lactato quimicamente puro, ou lactídeo de alta pureza pode ser usado diretamente como matéria-prima para produzir lactato de alta pureza."Acrescentou Yang Yihu."

Em 2006, enquanto o mercado estava focado na biodegradabilidade do ácido polilático e divulgando suas vantagens no campo de produtos descartáveis, Guanghua Weiye mergulhou na pesquisa de reciclagem química de materiais de ácido polilático.

Será que a reciclagem química do ácido polilático (PLA), um material biodegradável, faz sentido?

Yang Yihu disse:A degradação, em certa medida, também significa uma forma de resíduo.。”

Em 2012, após seis anos de avanços tecnológicos, a Guanghua Weiye submeteu oficialmente seu "..."Um método para recuperar o ácido polilático para preparar lactídeo de grau refinado.O pedido de patente para "e"Obteve autorização com sucesso em 2014.Essa tecnologia inédita no mundo permite obter lactídeo de alta pureza por meio da reciclagem do ácido polilático, e os subprodutos podem ser utilizados para produzir uma variedade de ésteres de ácido lático, solucionando o problema global da reciclagem e reutilização de materiais biodegradáveis ​​de base biológica e criando uma cadeia industrial de ciclo fechado para formar uma economia "circular verde".

Entretanto, o descarte inadequado de plásticos biodegradáveis ​​ao final de sua vida útil tem sido cada vez mais reconhecido pela indústria nos últimos anos. De acordo com o "Relatório de Pesquisa sobre Avaliação de Impacto Ambiental e Apoio a Políticas sobre Plásticos Biodegradáveis", divulgado em conjunto pela Universidade Tsinghua e pela Sinopec, 96,77% dos plásticos biodegradáveis ​​no meu país acabam incinerados e em aterros sanitários, 3,1% vazam para o meio ambiente e apenas 0,007% chegam a instalações de tratamento biológico e são completamente degradados.

As diretrizes da Comissão Europeia sobre plásticos de uso único, publicadas em 2021, propuseram a proibição do uso de plásticos degradáveis ​​por oxidação, plásticos biodegradáveis ​​e plásticos compostáveis ​​em produtos plásticos de uso único; a Diretiva PPW, publicada em 2022, exige que todas as embalagens sejam recicláveis ​​ou reutilizáveis ​​até 2030; e as propostas de regulamentação para veículos em fim de vida útil (VFV), publicadas em 2023, propuseram o aumento do uso de materiais reciclados em carros novos, especificando que os carros novos devem conter pelo menos 25% de plásticos reciclados.

Essas políticas demonstram que a UE está promovendo os conceitos de redução, reciclagem e reutilização de plásticos. No entanto, a implementação dessas políticas também limitará a expansão da capacidade de produção das empresas de plásticos biodegradáveis, levantando a questão: os plásticos biodegradáveis ​​ainda têm futuro?

Yang Yihu acredita que, no contexto da neutralidade de carbono, a fonte biológica do ácido polilático (PLA) é significativa e valiosa. Portanto, devemos aproveitar melhor as vantagens do sequestro de carbono e da sustentabilidade ambiental do PLA. Por um lado, devemos desenvolver e promover produtos duráveis ​​de PLA, como artigos de papelaria resistentes e copos de cerâmica de alto brilho com aparência sofisticada; por outro lado,Deve-se enfatizar a importância da reciclagem e da reutilização após o uso.。

"Do ponto de vista técnico, a reciclagem química do ácido polilático apresenta vantagens em relação a outros plásticos, como o PET e o TPU."Porque o ácido polilático possui apenas um monômero, o lactídeo.Após a reciclagem, o lactídeo de alta pureza pode ser obtido através do processo de purificação do lactídeo. Do ponto de vista econômico,A reciclagem do ácido polilático pode substituir algumas matérias-primas de amido e açúcar.Isso irá, em certa medida, aliviar a futura competição entre as matérias-primas de ácido polilático (PLA) e os recursos humanos para a produção de alimentos.