禁塑令下,国家重点鼓励的PGA是什么材料?
来源 : 公开网络
作者 : 公开网络
时间 : 2020-09-29



一、我国聚乙醇酸(PGA)生物可降解塑料产业步伐加快
 
随着全球环境保护力度加大,“限塑”已在许多国家实行。我国自2008年开始实行“限塑令”,推动减少一次塑料使用,鼓励应用环保替代产品。2020年1月,进一步出台《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,明确提出阶段性禁塑具体要求,鼓励推广应用可降解塑料替代产品。在政策引导和市场驱动下,我国生物可降解塑料产业已初具规模。
 
2020年7月14日,工业和信息化部网站发布文章《我国聚乙醇酸(PGA)生物可降解塑料产业步伐加快》。

 

二、聚乙醇酸PGA
 
聚乙醇酸(PGA)是一种具有良好生物降解和生物相容性的合成高分子材料,可被广泛用于石油、天然气开采,医用缝合线,骨折固定材料,组织工程支架等医学、农林业、食品包等诸多领域。但从世界范围看,一直以来,聚乙醇酸这类可降解材料只有美国和日本可以大批量生产,国内需求几乎全部依赖进口。
 
聚乙醇酸又称聚羟基乙酸,它来源于α一羟基酸,即乙醇酸。乙醇酸是正常人体在新陈代谢过程中产生的,乙醇酸的聚合物就是聚乙醇酸(Polyglycolic acido。PGA)。
 
聚乙醇酸具有简单规整的线性分子结构,是简单的线性脂肪族聚酯,有较高的结晶度,形成结晶状聚合物,结晶度一般为40% ~80%,熔点在225℃左右,不溶于常用的有机溶剂,只溶于像六氟代异丙醇这样的强极性有机溶剂。
 
三、聚乙醇酸的生产工艺
 
传统的乙醇酸生产工艺为羟基乙腈酸性水解法,毒性大、成本高,其它工艺因各有无法克服的缺点而无法大规模生产。亚化咨询认为,中国煤制乙二醇行业的大发展,使草酸二甲酯(DMO)大规模生产PGA成为可行的工艺路线。
 
通过更换DMO的加氢催化剂,可以从生产乙二醇转为生产乙醇酸甲酯(MG)或乙醇酸(GA),并进而生产PGA。
 
吴羽公司于1995 年在世界上率先开发了PGA工业生产技术,2002年在日本福岛县岩木市建成了100吨/年PGA 工业试验装置。2008 年吴羽与杜邦合作,在生产乙醇酸的美国西弗吉尼亚州杜邦工厂内投资1 亿美元,建设了4000吨/年的PGA 生产装置,构筑了从原料乙醇酸至PGA 树脂的一条龙生产体系,并全方位推出各种用途与牌号的树脂产品。

煤经草酸酯制乙二醇副产PGA技术路线
 

上海浦景化工技术股份有限公司成立于2005年,是由国家能源集团和国机集团共同参股的混合所有制企业,公司长期致力于化工新技术,新工艺及新材料技术的开发和成果转化,是上海市高新技术企业。
 
浦景化工利用自身的煤化工技术优势和经验,成功开发了具有自主知识产权的煤基全生物降解高分子材料的合成路线,并获得高品质产品。公司近期将建设万吨级的工业示范装置,并联合下游专业厂家,进一步促进该产品在环保材料领域的推广和应用。
 
2018年12月,以煤制乙二醇下游衍生产品乙醇酸为原料,通辽金煤3000吨/年PGA的第一批产品下线。项目于2017年开工,远景规划30万吨/年生产线。采用通辽金煤控股江苏金聚合金材料有限公司自主研发的煤基合成气羰基法制备PGA技术。
 
公司历经多年的攻关研究,摒弃了传统的长工艺流程、高生产成本、易有重金属残留的PGA制备路线,在世界范围内首次打通以煤化工合成气为原料的PGA工业化制备路线。实现低成本、高性能、环境友好型PGA生产技术的突破,将成为非常具有工业化应用前景的路线。同时公司建有江苏省煤基生物可降解材料研究中心,对PGA的下游应用进行研究。
 
四、聚乙醇酸的具体应用
 
聚乙醇酸是一种具有良好生物降解性和生物相容性的合成高分子材料,与传统的性能稳定的高分子材料,例如塑料、橡胶等不同,聚乙醇酸作为材料在使用到一定时间后逐渐降解,并最终变成对人体、动植物和自然环境无害的水和二氧化碳。
 
聚乙醇酸的应用主要表现在生物医学和生态学两个方面。
 
(1)生物医学
 
由于PGA 具有良好的生物相容性,已被广泛应用在医用可吸收手术缝合线、药物缓控释放、模拟人体组织材料、生物降解聚合物支架、骨折固定材料、组织工程支架、缝合补强材料、高强度纤维(钓丝)等的高附加值产品

 
(2)生态学
 
聚乙醇酸在生态学上的应用是作为对环境有益的完全可生物降解性塑料取代在塑料工业中广泛应用的生物稳定的通用塑料。聚乙醇酸主要用作缓释体系,控制除草剂的释放速度。使用聚乙醇酸塑料农用薄膜最明显的优点是不会像目前大量使用的聚乙烯和聚氯乙烯那样造成环境污染,这种薄膜在使用几年后可自动降解,不会污染土地和水源。聚乙醇酸塑料还可用作林业木材、水产用材和土壤、沙漠绿化的保水材料。

 
随着PGA 材料研究的深入,世界年需求量将会不断增加,仅PET 瓶用PGA(按PET 的1%用量来计算),就能够创造出每年约100 kt 的新需求。由于PGA 的特殊性能,其应用有无限推广的前景,对于保护地球环境,削减石油消费量具有重要意义,同样阻隔性能的PGA 复合PET 碳酸饮料瓶可减少PET的使用量20%以上。