內(nèi)蒙烏海計(jì)劃引進(jìn)20萬噸PGA項(xiàng)目

2024-07-10 09:34:55 來源:生物降解材料研究院 閱讀量:22728 評論
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  7月9日,內(nèi)蒙古烏海市積極引進(jìn)聚乙醇酸(PGA)項(xiàng)目,項(xiàng)目計(jì)劃總投資30億元,建設(shè)2×10萬噸/年聚乙醇酸(PGA)裝置
 
  近年來,烏海市著力打造BDO一體化生產(chǎn)基地、煤基生物可降解材料產(chǎn)業(yè)基地。隨著東源、三維、華恒、君正、廣錦等BDO一體化及下游深加工項(xiàng)目相繼建成投產(chǎn),到2027年,BDO產(chǎn)能將達(dá)到289萬噸,產(chǎn)值將達(dá)到1000億元以上,“煤—電—石灰石—電石—BDO—生物降解材料—生物降解產(chǎn)品”的完整產(chǎn)業(yè)鏈正在形成,烏海市積極引進(jìn)聚乙醇酸(PGA)項(xiàng)目具有市場、原料、區(qū)位等優(yōu)勢。
 
  聚乙醇酸(PGA)是一種生物降解性高分子材料,具有分解的酯結(jié)構(gòu)和最快的降解速度。它是脂肪族聚酯類高分子材料的一種,具有熱塑性和完全生物降解性。PGA材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為40℃,熔融溫度約為225℃。這種材料在水和微生物的作用下,能在自然環(huán)境中實(shí)現(xiàn)快速降解,最終降解產(chǎn)物為二氧化碳和水,對人體和環(huán)境無害。此外,PGA還能在海水環(huán)境中進(jìn)行降解,其降解產(chǎn)物對人體和環(huán)境皆是無害的。因此,PGA可以用于工業(yè)或家庭堆肥,其工業(yè)堆肥的降解速率與纖維素類似,120天后即可完全降解。在海水中的降解性能也表現(xiàn)優(yōu)異,28天時(shí)的降解率可達(dá)75.3%。PGA被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域它是當(dāng)前生物醫(yī)藥高分子的一個(gè)重要分支。
 
聚乙醇酸PGA手術(shù)縫合線
 
PGA應(yīng)用領(lǐng)域
 
  PGA的工藝路線
 
  近年來,日本、美國等發(fā)達(dá)國家積極開發(fā)聚乙醇酸(PGA)、脂肪族聚酯(PCL)等新型石油基可降解塑料。國際上主要通過乙醇酸、乙醇酸酯、乙交酯等原料在催化劑作用下縮聚而成,工藝技術(shù)路線以乙交酯開環(huán)聚合法為主。
 
 
  傳統(tǒng)的乙醇酸生產(chǎn)工藝為羥基乙腈酸性水解法,毒性大、成本高,這些因素使得PGA作為一種具價(jià)值的可降解塑料,卻一直未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
 
  據(jù)了解,中國煤制乙二醇行業(yè)的大發(fā)展,使草酸二甲酯(DMO)大規(guī)模生產(chǎn)PGA成為可行的工藝路線。
 
  草酸二甲酯(DMO)加氫制乙醇酸甲酯(MG),進(jìn)而從乙醇酸甲酯(MG)生產(chǎn)聚乙醇酸(PGA)主要有兩條工藝路線:
 
  1、乙醇酸甲酯(MG)在催化劑的作用下,經(jīng)加熱脫醇,直接縮聚合成PGA;
 
  該工藝分預(yù)聚合和終縮聚兩步進(jìn)行。預(yù)聚合為加壓狀態(tài),得到低分子量的PGA聚合物,同時(shí)將副產(chǎn)物甲醇分離出反應(yīng)體系并回收甲醇。
 
  終縮聚是將低分子量的PGA在高真空下進(jìn)行終聚合反應(yīng),終聚合反應(yīng)過程進(jìn)一步脫除甲醇,得到高分子量的PGA聚合物,同時(shí)在高真空狀態(tài)下會(huì)有副產(chǎn)物乙交酯生成。
 
  終縮聚反應(yīng)結(jié)束后的PGA通過熔體泵輸送出料并拉成條狀物料,物料經(jīng)冷卻水冷卻成固體,經(jīng)切粒機(jī)造粒。
 
  2、乙醇酸甲酯(MG)水解制乙醇酸,乙醇酸制中間產(chǎn)品乙交酯,乙交酯開環(huán)聚合成PGA。
 
  此工藝首先需要將乙醇酸甲酯(MG)水解制乙醇酸溶液,含水的乙醇酸溶液在一定溫度和真空度下脫除自由水得到純乙醇酸。
 
  乙醇酸經(jīng)酯化、預(yù)聚、解聚環(huán)化等環(huán)節(jié)得到重要的中間產(chǎn)品——乙交酯。乙交酯經(jīng)精餾提純工序制備得到高純度乙交酯單體。在聚合釜中乙交酯經(jīng)開環(huán)聚合制備PGA。PGA經(jīng)擠出、冷卻、切粒工序得到PGA樹脂粒子。
 
 
  DMO既可以加氫制乙二醇,也可以加氫制乙醇酸甲酯(MG)。通過更換DMO的加氫催化劑,可以從生產(chǎn)乙二醇轉(zhuǎn)為生產(chǎn)乙醇酸甲酯(MG)和乙醇酸(GA),并進(jìn)而生產(chǎn)PGA。
 
  直接縮合聚合法比開環(huán)聚合法工藝流程短,操作簡單,合成成本低。開環(huán)聚合法國內(nèi)外均對其研究較多,該法可以使用多種催化劑。開環(huán)聚合法所需原料乙交酯制備工藝復(fù)雜、提純難度大、成本高、工藝流程長、PGA生產(chǎn)成本高昂、且制品易有重金屬殘留,但開環(huán)聚合法可以生產(chǎn)平均分子量較高的PGA。
 
  PGA的未來應(yīng)用
 
  由于PGA的特性,在改性應(yīng)用方面有以下路徑:
 
  第一,與傳統(tǒng)材料(如PE、PP、PET等)結(jié)合,可以提升材料的阻隔性,改善材料力學(xué)性能。
 
  第二,與其他降解材料(如PLA、PBAT、PCL等)共混??梢蕴嵘韪粜裕铀俳到?,增強(qiáng)增韌。
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