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Polymilchsäure (PLA) – Eine neue industrielle Revolution im Bereich der Polymere
Im Jahr 2003 beschloss eSUN, sich auf die Entwicklung von Biokunststoffen aus Polymilchsäure (PLA) zu konzentrieren. Dieses Material, das aus biologischen Quellen gewonnen wird und biologisch abbaubar ist, wird als „neue industrielle Revolution auf dem Gebiet der Polymermaterialien“ gefeiert.
Warum Polymilchsäure (PLA) recyceln?
Im Jahr 2006 fragte uns ein Kunde:
„Degradation bedeutet auch eine Form von Abfall.
Warum denken Sie nicht über Recycling und Wiederverwendung nach?“
Diese Perspektive hat uns berührt.
Recycling: Biologisch abbaubare Materialien
Recyclingprozess:
A. Vorbehandlung des Rohmaterials: PLA-Kunststoff zerkleinern, mit Wasser waschen, filtern, um Verunreinigungen zu entfernen, und trocknen, um Feuchtigkeit zu entfernen.
B. Schmelzen: Verwenden Sie eine Doppelschneckenextrusion zur Kettenspaltung, wodurch PLA geschmolzen wird.
C. Kettenspaltung: Unter bestimmten Bedingungen erfährt die Schmelze eine Kettenspaltungsreaktion, wodurch das zahlenmittlere Molekulargewicht auf unter 5000 sinkt.
D. Depolymerisation: Die Schmelze wird in das Depolymerisationssystem gepumpt, wodurch Rohlactid entsteht.
E. Reinigung: Das Rohlactid wird in den Reinigungsprozess gepumpt, wo es durch Schmelzkristallisation getrennt wird, um raffiniertes Lactid (mit einer optischen Reinheit von über 99,9 %) zu erhalten.
F. Während der Produktion werden die Disproportionierungsprodukte und Polymere vom Boden des Depolymerisationsreaktors entfärbt und gereinigt und anschließend einer Alkoholyse unterzogen, um Ethyllactat herzustellen.
G. Oligomere und Mesolactid, die im Lactid-Reinigungsprozess entstehen, werden in Gegenwart eines Katalysators einer Alkoholyse unterzogen, um Lactat-Ester zu produzieren.
H. L-Lactid mit hoher optischer Reinheit wird zur Herstellung von Polyolen oder deren Copolymeren verwendet.
Forschungs- und Industrialisierungserfolge des chemischen Recyclings
Zusammenfassung der Erfolge:
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1.Erste Untersuchungen und Pilotversuche:
2009: Beginn entsprechender Versuche im kleinen Maßstab.
2011: Errichtung einer Recyclinganlage für PLA-Chemikalien in Xiaogan.
2011-2013: Recycling von ca. 2000 Tonnen PLA-Folie, -Faser und -Pellets, Produktion von ca. 100 Tonnen Lactid (mittels Lösungsmittel-Rekristallisationsverfahren) und ca. 3000 Tonnen Ethyllactat. Erfolgreiche Demonstration des Recyclingprozesses von PLA zur Produktion von Lactid und Lactat-Estern, wodurch erhebliche wirtschaftliche Vorteile erzielt wurden.
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2.Erweiterung und Stabilisierung:
2013: Bau einer PLA-Anlage mit einer Kapazität von 2000 Tonnen/Jahr in Xiaogan, die seit langer Zeit stabil in Betrieb ist.
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3. Skalierung und Integration:
2014: Bau einer Lactidanlage mit einer Kapazität von 5.000 Tonnen/Jahr.
2018: Inbetriebnahme der Anlage, die Milchsäure und recyceltes PLA als primäre Rohstoffe zur Herstellung von Lactid und Ethyllactat verwendet. Von 2018 bis 2021 wurden in drei Phasen Probeläufe durchgeführt, bei denen insgesamt etwa 120 Tonnen PLA recycelt und etwa 133,5 Tonnen Lactid und 40 Tonnen Ethyllactat hergestellt wurden.
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4. Produktentwicklung und Marktanwendungen:
Verschiedene Sorten von Polymilchsäurepolyolen wurden von Kunden in der Praxis angewendet, was zu stabilen Umsätzen führte.
Weit verbreitete Anwendung in nachgelagerten Branchen wie z. B. bei Materialzusätzen auf Biobasis, UV-Härtung und umweltfreundlichem Schäumen.
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5. Neue Produktionslinie:
2020: Einrichtung einer Pilotproduktionslinie für Lactid-Copolymere mit einer Kapazität von 10 kg/Stunde in Xiaogan, die auf hochwertige Kleinprodukte, vorwiegend für medizinische und andere hochwertige Anwendungen, ausgerichtet ist.
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6.Patente und Standards:
Während der Projektdurchführung wurden eine Reihe von Prozess- und Gerätepatenten entwickelt.
Leitete oder beteiligte sich an der Ausarbeitung relevanter Industrie- und nationaler Standards.
Anzeige spezifischer Erfolge
Patente
| NEIN. | Patentnummer | Titel | Typ | Rechtsstatus | Autorisierungsdatum |
| 1 | ZL201010262372.3 | Verfahren zur Herstellung von Ethyllactat mit hohem Gehalt und hoher optischer Reinheit durch einen zweistufigen Prozess | Erfindungspatent (China) | Autorisiert | 10.07.2013 |
| 2 | ZL201010262356.4 | Verfahren zur Herstellung von Butyllactat mit hohem Gehalt und hoher optischer Reinheit durch ein zweistufiges Verfahren | Erfindungspatent (China) | Autorisiert | 05.06.2013 |
| 3 | ZL201010262384.6 | Verfahren zur Herstellung von hochkonzentriertem und optisch hochreinem Methyllactat in einem zweistufigen Verfahren | Erfindungspatent (China) | Autorisiert | 21.08.2013 |
| 4 | ZL201010261047.5 | Verfahren zur Herstellung von Lactat-Estern mit hohem Gehalt und hoher optischer Reinheit durch ein zweistufiges Verfahren | Erfindungspatent (China) | Autorisiert | 23.10.2013 |
| 5 | ZL201010261242.8 | Verfahren zur Herstellung von Propyllactat mit hohem Gehalt und hoher optischer Reinheit durch ein zweistufiges Verfahren | Erfindungspatent (China) | Autorisiert | 10.07.2013 |
| 6 | ZL201210221914.1 | Verfahren zur Rückgewinnung von Polymilchsäure zur Herstellung von raffiniertem Lactid | Erfindungspatent (China) | Autorisiert | 11.06.2014 |
| 7 | ZL201510063085.2 | Verfahren zur Herstellung von Ethyllactat in elektronischer Qualität | Erfindungspatent (China) | Autorisiert | 28.09.2016 |
| 8 | US9475790 B2 | Verfahren zur Rückgewinnung von Polymilchsäure zur Herstellung von raffiniertem Lactid | Erfindungspatent (USA) | Autorisiert | 25.10.2016 |
| 9 | ZL201010239065.3 | Verfahren zum Aufschäumen von Polymilchsäure | Erfindungspatent (China) | Autorisiert | 28.12.2011 |
| 10 | ZL201510054929.7 | Verfahren zur Herstellung von Polymilchsäurepolyol mit niedrigem Säurewert | Erfindungspatent (China) | Autorisiert | 15.01.2019 |
| 11 | ZL201711191894.7 | Prozessausrüstung und Verfahren zur Lactidraffination | Erfindungspatent (China) | Autorisiert | 25.09.2020 |
| 12 | ZL202210188084.0 | Bimetallischer Aluminiumalkylkomplexkatalysator, Herstellungsverfahren und Anwendung bei der Herstellung von Lactid und statistischem ε-Caprolacton-Copolymer | Erfindungspatent (China) | Autorisiert | 21.10.2022 |
| 13 | 201811623355.0 | Verfahren zur Herstellung von Propylpropionat in elektronischer Qualität | Erfindungspatent (China) | Ausstehend | |
| 14 | 202010281112.4 | Verfahren zur Herstellung von Glycolid aus Glycolsäureester | Erfindungspatent (China) | Ausstehend | |
| 15 | 2022 10237218.3 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem L-Lactid | Erfindungspatent (China) | Ausstehend | |
| 16 | 2022 10276619.X | Verfahren und Anwendung zur Herstellung von urethanmodifiziertem Polyesteracrylat | Erfindungspatent (China) | Ausstehend |
Antragsnummer/Patentnummer: 201210221914.1
Bewerbungsdatum: 29. Juni 2012
Autorisierungsdatum: 11. Juni 2014
Antragsnummer/Patentnummer: US9475790 B2
Bewerbungsdatum: 29. Juni 2012
Autorisierungsdatum: 25. Oktober 2016
Standard
| NEIN. | Standardname | Standardnummer | Standardtyp | Standard-Veröffentlichungsdatum | Standardstatus | Teilnehmende Einheit |
| 1 | Polycaprolactondiol | Q/XYS 007-2017 | Unternehmensstandard | 28.7.2017 | Derzeit wirksam | Anklage |
| 2 | Polycaprolactontriol | Q/XYS 008-2017 | Unternehmensstandard | 28.7.2017 | Derzeit wirksam | Anklage |
| 3 | L-Lactid | Q/XYS 006-2022 | Unternehmensstandard | 13.6.2022 | Derzeit wirksam | Anklage |
| 4 | Polycaprolacton, Polylactidpolyol | Q/XYS 001-2021 | Unternehmensstandard | 18.5.2022 | Derzeit wirksam | Anklage |
| 5 | Ethyllactat | Q/XGYS013-2021 | Unternehmensstandard | 18.5.2022 | Derzeit wirksam | Anklage |
| 6 | Polymilchsäure (PLA2201) | Q/XYS 005-2022 | Unternehmensstandard | 15.6.2022 | Derzeit wirksam | Anklage |
Erfolge der Industrialisierung: Recyclinganlagen
eSUN Lösungsansatz
Biobasiert | Recycling | Biologisch abbaubar
Vorteile des chemischen Recyclings von PLA:
1. Ressourcenrecycling: Wandelt PLA-Abfälle in wiederverwendbare Rohstoffe um und reduziert so die Ressourcenverschwendung.
2. Reduzierung der Umweltverschmutzung: Dies verhindert die Verschmutzung durch weggeworfenes PLA und trägt zum Schutz der Umwelt bei.
3. Nachhaltige Entwicklung: Fördert die nachhaltige Nutzung von PLA-Materialien im Einklang mit den Zielen des Umweltschutzes und der nachhaltigen Entwicklung.
