eSUN'dan Kevin Yang: PLA Kimyasal Geri Dönüşümünün Teknik Yolu, Avantajları ve Gelecek Pazarı

2006 yılında, teknolojinin açık kaynaklı hale gelmesiyle birlikte, 3D baskı (katmanlı üretim) Avrupa ve Amerika'da ivme kazanmaya başladı. Ancak o dönemde 3D baskı, Çin'de hâlâ çok niş bir araştırma alanıydı ve uçak üretimi gibi endüstriyel sektörlerde yeni yeni uygulamalar bulmaya başlıyordu.

Polilaktik asit (PLA), mısır, manyok, şeker kamışı veya şeker pancarından elde edilen fermente bitki nişastasından yapılan bir tür polyesterdir. Bu yenilenebilir malzemelerdeki şekerler laktik aside fermente edilir ve daha sonra polilaktik asit (PLA) oluşturmak üzere polimerize edilir.

eSUN, 2002 yılında kurulmuş olup başlangıçta laktat esterleri, polilaktik asit (PLA) ve polikaprolakton (PCL) gibi ürünlerin araştırma ve geliştirilmesinde uzmanlaşmıştır. Beş yıllık birikimin ardından eSUN, ana geliştirme yönlerinden biri olarak 3D baskı malzemelerine odaklanmaya karar vermiştir. 2007 yılında, ticari polilaktik asit 3D baskı malzemelerini piyasaya süren dünyadaki ilk şirket olmuş ve ardından bugün 3D baskı malzemeleri alanında küresel olarak tanınmış markalardan biri haline gelen "eSUN" markasını kurmuştur. Şirket, 2006 yılında polilaktik asidin geri dönüşümü ve yüksek değerli yeniden kullanımı üzerine araştırmalara başlamıştır.

Bir yandan eSUN, ürün uygulama alanlarını yatay olarak genişletirken, diğer yandan da dikey olarak çabalarını derinleştirerek polilaktik asit için yeşil, kapalı döngülü bir endüstriyel zincir kurmaya çalışmaktadır.

eSUN, 2013 yılında Hubei'nin Xiaogan kentinde kendi geliştirdiği "yılda 5.000 ton kapasiteli kimyasal geri dönüşüm laktid üretim hattını" kurarak, malzeme sentezi ve modifikasyonundan uygulamaya, yan ürün işlemeye ve polimer kimyasal geri dönüşümüne kadar yeşil bir kapalı döngü teknik sistemi oluşturdu.

Aralık 2023'te eSUN, Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd.'nin (bundan sonra "Hengtian Changjiang" olarak anılacaktır) %51,265'lik hissesini satın alma işlemini tamamlayarak, eSUN'un yatay uygulama geliştirme ve dikey endüstriyel zincir genişlemesinde bir diğer önemli kilometre taşını oluşturmuştur.

Polilaktik asit lifleri ve ilgili ürünlerin Ar-Ge ve üretimine odaklanan Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd., resmi olarak EsunFiber (Suzhou) Co., Ltd. (bundan sonra "eSunfiber" olarak anılacaktır) olarak yeniden adlandırılmıştır. Bu satın alma ile eSUN, biyomedikal, 3D baskı, çevre dostu lifler ve sürdürülebilir ambalaj olmak üzere dört ana uygulama alanındaki stratejik yapılanmasını tamamlamış ve polilaktik asidin laktide kimyasal geri dönüşümünden polilaktik asit liflerinin doğrudan eriyik eğirme işlemine kadar yeşil kapalı döngü endüstriyel zincirini daha da sağlamlaştırmıştır.

"Endüstriyel zincirin ön ucunda, Hubei'nin Xiaogan şehrinde yıllık 5.000 ton kapasiteli bir laktit sentez tesisi kurduk. Hammadde olarak laktik asit kullanmanın yanı sıra, geri dönüştürülmüş polilaktik asitten de laktit üretebiliyoruz. Endüstriyel zincirin arka ucunda ise eSun New Materials, laktidi hammadde olarak kullanarak polilaktik asit lifleri üretiyor. Bu şekilde, endüstriyel zincir içinde yukarı ve aşağı yönlü bağlantılar kurarken, teknik düzeyde tamamlayıcı avantajlar elde ettik," dedi Kevin Yang.

European Plastics'e göre, 2021 yılında biyolojik olarak parçalanabilir malzemelerin küresel toplam üretim kapasitesi 1,553 milyon ton iken, aynı dönemde plastik ürünlerin küresel üretimi 390 milyon tona ulaştı.

Bu büyük fark, muazzam bir pazar potansiyeline işaret ediyor.

Plastik kısıtlamaları ve yasaklarına ilişkin küresel takvimlerin sürekli olarak öne çekilmesiyle birlikte, en umut vadeden biyolojik olarak parçalanabilir malzemelerden biri olan polilaktik asit (PLA), son yıllarda küresel kapasite genişleme döngüsüne girmiştir. 2020'den bu yana, TotalEnergies Corbion ve NatureWorks gibi uluslararası oyuncuların yanı sıra Fengyuan Group, Hisun Biomaterials, Jindan Technology, Kingfa Sci. & Tech. ve Wanhua Chemical gibi yerli şirketler de bu gelişmekte olan sektördeki büyüme fırsatlarını yakalamak için üretim kapasitelerini aktif olarak genişletmektedir.

Yang Yihu, hammadde üretim kapasitesinin hızla genişlemesine rağmen, alt sektörlerdeki uygulamaların yeni arzı tam olarak karşılamaya henüz hazır olmayabileceğine inanıyor.

Yang Yihu, "Değerlendirmemize göre, yukarı yönlü PLA üretim kapasitesi hızla artarken, aşağı yönlü uygulamalar gelişmemiş kalırsa, pazar bu hammadde arzındaki artışı karşılamakta zorlanabilir" dedi. "Aslında, 2006 gibi erken bir tarihte, sektörün gelişimindeki zayıf noktaları tamamlamak amacıyla, aşağı yönlü PLA uygulamaları geliştirmeye ve tüketim sonrası atıkların kimyasal geri dönüşümünü araştırmaya odaklanmaya başladık. 3D baskının ötesinde, stratejik olarak biyomedikal, çevre dostu elyaflar ve biyolojik olarak parçalanabilir ürünlere de genişleyerek dört ana uygulama segmenti oluşturduk."

"Son yıllarda, küresel plastik yasakları ve kısıtlamalarıyla birlikte, özellikle PLA teknolojisi olmak üzere biyomalzemelerin giderek olgunlaşmasıyla, çevre dostu biyolojik olarak parçalanabilir malzemeler pazarı kademeli olarak genişledi. Bu alanda uygulama geliştirmeye daha fazla çaba harcadık. Bugün, tek kullanımlık biyolojik olarak parçalanabilir ürünlerimiz ve eko-elyaf ürünlerimiz, 3D baskı malzemelerinden sonra ikinci en büyük büyüme itici gücü haline geldi ve kimyasal geri dönüşüm yoluyla üretilen laktat ester ürünlerimiz de hızlı bir büyüme kaydetti. Başlıca yerli fotorezist üreticileri, elektronik sınıfı laktat esterlerimizi kullanıyor. Hacimler henüz mütevazı olsa da, uygulama beklentileri umut verici," diye açıkladı Kevin Yang.

Atık PLA, kimyasal veya mekanik işlemlerle geri dönüştürülebilir. Atık kirleticiler içerebilse de, PLA, termal depolimerizasyon veya hidroliz yoluyla kimyasal olarak geri dönüştürülerek monomerler üretilebilir ve bu monomerler daha sonra yeni PLA üretmek için kullanılabilir. Ek olarak, PLA, transesterifikasyon yoluyla kimyasal olarak geri dönüştürülerek metil laktat üretilebilir.

Kevin Yang, "Tescilli X-konfigürasyonlu ortak üretim inovasyon modelimiz, çeşitlendirilmiş hammadde kaynakları ve nihai ürünler sağlayarak üretim hattı esnekliğini artırıyor, sistem verimliliğini iyileştiriyor ve enerji tüketimini ve maliyetleri azaltıyor," diye ekledi. "Laktik asitten veya geri dönüştürülmüş PLA'dan laktid üretebiliyoruz ve bu daha sonra çeşitli biyomalzemelere polimerize edilebiliyor. Örneğin, hammadde olarak geri dönüştürülmüş PLA kullanıldığında, yüksek saflıkta laktid daha sonra PLA, polikaprolakton (PCL) veya polioller haline polimerize edilebilirken, daha düşük saflıktaki yan ürünler etanol ile reaksiyona girerek kimyasal olarak saf laktat esterleri üretebiliyor. Alternatif olarak, yüksek optik saflıkta laktid doğrudan yüksek saflıkta laktat esterleri için hammadde olarak kullanılabiliyor."

eSUN, altı yıllık yoğun Ar-Ge çalışmalarının ardından 2012 yılında resmi olarak patent başvurusunda bulundu."Geri Dönüştürülmüş Polilaktik Asitten Rafine Laktid Hazırlama Yöntemi"2014 yılında başarıyla onaylanan bu çığır açan teknoloji, dünyada türünün ilk örneği olup, geri dönüştürülmüş PLA'dan yüksek optik saflıkta laktid elde edilmesini sağlarken, yan ürünler de çeşitli laktat esterleri üretmek için yeniden kullanılabilir. Biyolojik bazlı bozunabilir malzemelerin geri dönüşümü ve yeniden kullanımı konusundaki küresel zorluğu çözerek, endüstriyel zincirin kapalı döngüsünü tamamladı ve bir"yeşil daire"Ekonomi.

Bu arada, biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerin kullanım ömrünün sonunda yetersiz şekilde bertaraf edilmesi sorunu son yıllarda giderek daha fazla dikkat çekmektedir. Bir araştırmaya göreBiyolojik Olarak Parçalanabilir Plastikler için Çevresel Etki Değerlendirmesi ve Politika Desteği Üzerine Araştırma RaporuTsinghua Üniversitesi ve Sinopec tarafından ortaklaşa yayınlandı.Çin'deki biyolojik olarak parçalanabilir plastiklerin %96,77'si yakılıyor veya çöplüklere atılıyor.,%3,1'i çevreye sızıyor.ve yalnızca%0,007'si özel biyolojik bozunma tesislerine giriyor.tam ayrışma için.

Avrupa Komisyonu'nun2021 Tek Kullanımlık Plastikler (SUP) DirektifiTek kullanımlık plastik ürünlerde oksidatif olarak parçalanabilen, biyolojik olarak parçalanabilen ve kompostlanabilir plastiklerin kullanımını yasakladı.2022 Ambalaj ve Ambalaj Atıkları (PPW) Yönetmeliğizorunlu kılar ki2030 yılına kadar tüm ambalajların geri dönüştürülebilir veya yeniden kullanılabilir olması gerekmektedir.. AÖmrünü Tamamlamış Araçlar (ELV) düzenlemelerine ilişkin 2023 teklifiayrıca şunu gerektirir kiYeni araçlar en az %25 geri dönüştürülmüş plastik içeriyor.Malzeme kullanımında döngüselliğe vurgu yaparak.

Bu politikalar, AB'nin plastik azaltımı, döngüsellik ve geri dönüşüm kavramlarını savunduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, bu düzenlemelerin uygulanması, biyolojik olarak parçalanabilir plastik üreticilerinin genişleme planlarını da kısıtlayabilir ve şu soruyu gündeme getirebilir:Biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerin hâlâ bir geleceği var mı?

Kevin Yang, karbon nötrlüğü bağlamında, PLA'nın biyolojik kökenli olması anlamlı ve değerli olmaya devam ediyor.Bu nedenle, artık PLA'nın avantajlarından yararlanmaya odaklanılmalıdır.karbon tutma ve çevre dostu olma.

Bir yandan, çabalar gösterilmelidir kidayanıklı PLA ürünleri geliştirmek ve tanıtmakUzun ömürlü PLA kırtasiye malzemeleri veya parlak yüzeyli PLA seramik benzeri bardaklar gibi. Öte yandan,Kullanım sonrası geri dönüşüm ve yeniden kullanıma öncelik verilmelidir..

"Teknik açıdan bakıldığında, PLA'nın kimyasal geri dönüşümü, PET veya TPU gibi diğer plastiklere göre avantajlara sahiptir."Yang Yihu açıkladı."PLA'nın yalnızca tek bir monomeri (laktid) vardır, bu nedenle geri dönüşümden sonra, basit bir saflaştırma işlemiyle yüksek saflıkta laktid elde edilebilir. Ekonomik olarak, geri dönüştürülmüş PLA, nişasta veya şeker bazlı hammaddelerin yerini kısmen alabilir ve PLA hammaddeleri ile gıda kaynakları arasındaki gelecekteki rekabeti azaltabilir."