Yang Yihu de Guanghua Weiye : Voie technique, avantages et perspectives du marché du recyclage chimique de l’acide polylactique

En 2006, avec l'avènement des technologies open source, l'impression 3D (fabrication additive) a commencé à prendre son essor en Europe et aux États-Unis. À cette époque, cependant, l'impression 3D restait un domaine de recherche très confidentiel dans mon pays et ses applications industrielles, notamment dans la construction aéronautique, commençaient tout juste à se développer.

L’acide polylactique (PLA) est un polyester obtenu par fermentation d’amidons végétaux issus du maïs, du manioc, de la canne à sucre ou de la betterave sucrière. Les sucres contenus dans ces matières premières renouvelables sont fermentés en acide lactique, lequel est ensuite utilisé pour fabriquer le PLA.

Guanghua Weiye (marque "eSUN")Fondée en 2002, elle s'est initialement spécialisée dansLactates, acide polylactique (PLA) et polycaprolactone (PCL)Après cinq années de recherche et développement, Guanghua Weiye a décidé de se concentrer sur les matériaux d'impression 3D comme l'un de ses principaux axes de développement. En 2007, l'entreprise est devenue la première au monde à commercialiser des consommables d'impression 3D en acide polylactique (PLA), et a par la suite créé la marque « eSUN », aujourd'hui devenue l'une des marques leaders mondiales de consommables d'impression 3D. En 2006, l'entreprise a commencé…Recyclage et réutilisation à haute valeur ajoutée de l'acide polylactiqueLa recherche.

D’une part, Guanghua Weiye étend horizontalement ses domaines d’application de produits et, d’autre part, elle approfondit continuellement son intégration verticale, s’engageant à créer une chaîne industrielle verte en boucle fermée pour l’acide polylactique.

En 2013, Guanghua Weiye a construit une usine dotée de droits de propriété intellectuelle indépendants à Xiaogan, dans la province du Hubei."Une ligne de production pour la production de lactide à partir du recyclage chimique à un rythme annuel de 5 000 tonnes"Un système technologique écologique en boucle fermée a été initialement mis en place, englobant la synthèse et la modification des matériaux, leur application, la digestion des sous-produits, ainsi que le recyclage et la réutilisation des produits chimiques polymères.

En décembre 2023, Guanghua Weiye a finalisé l'acquisition de 51,265 % des parts de Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. (ci-après dénommée « Hengtian Changjiang »), marquant ainsi une autre étape importante pour Guanghua Weiye en termes de développement de scénarios d'application horizontaux et d'extension de la chaîne industrielle verticale.

La société Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd., spécialisée dans la recherche, le développement et la production de fibres et de produits en acide polylactique, a officiellement changé de nom pour devenirYisheng nouveaux matériaux (Suzhou) Co., Ltd.(ci-après dénommée « Yisheng New Materials »), Guanghua Weiye a également finalisé son acquisition grâce à cette acquisition.Biomédical, impression 3D, fibres écologiques et emballages respectueux de l'environnementQuatre principaux agencements d'applicationEt s'est ouvert davantageLes fibres d'acide polylactique (PLA) sont produites en récupérant chimiquement le lactide puis en le refondant en fibres de PLA.Une chaîne industrielle verte en circuit fermé.

« En amont de la chaîne industrielle, nous avons construit une usine de synthèse de lactide d'une capacité de 5 000 tonnes par an à Xiaogan, dans le Hubei. Outre l'acide lactique, nous utilisons également de l'acide polylactique recyclé pour produire du lactide. En aval, la technologie de Yisheng New Materials utilise le lactide comme matière première pour produire des fibres d'acide polylactique. Ainsi, nous avons établi une connexion entre l'amont et l'aval de la chaîne industrielle et obtenu des avantages complémentaires sur le plan technologique », a déclaré Yang Yihu.

Selon European Plastics, en 2021, la capacité de production mondiale de matériaux biodégradables était de 1,553 million de tonnes, tandis que la production mondiale de produits en plastique s'élevait à 390 millions de tonnes.

Cet écart considérable représente un vaste marché potentiel.

Dans un contexte de mobilisation mondiale croissante pour la réduction et l'interdiction des plastiques, l'acide polylactique (PLA), l'un des matériaux biodégradables les plus prometteurs, connaît depuis quelques années un essor important de sa production à l'échelle mondiale. Depuis 2020, des entreprises internationales telles que TotalEnergies Corbion et Natureworks, ainsi que des entreprises chinoises comme Fengyuan Group, Hisun Biomaterials, Jindan Technology, Kingfa Science & Technology et Wanhua Chemical, ont déployé de nouvelles capacités de production afin de saisir cette opportunité.

Yang Yihu croit queBien que l'expansion des capacités de production de matières premières batte son plein, il se peut que la part d'application de cette nouvelle offre n'ait pas encore été entièrement absorbée.

« Selon notre évaluation, la capacité de production de matières premières en amont, l'acide polylactique (PLA), augmente relativement vite. Cependant, si les applications en aval ne se développent pas, le marché pourrait avoir du mal à absorber une telle hausse de la production », a déclaré Yang Yihu. « En réalité, nous nous sommes intéressés dès 2006 au développement d'applications en aval pour le PLA et au recyclage chimique des déchets, dans l'espoir de pallier les faiblesses du développement global de l'industrie grâce à ces deux axes. C'est pourquoi, outre l'impression 3D, nous nous sommes successivement déployés dans les domaines de la biomédecine, des éco-fibres et des produits biodégradables, formant ainsi quatre grands axes d'application. »

« Ces dernières années, avec l'interdiction et la restriction mondiales des plastiques, et la maturité croissante des biomatériaux, notamment la technologie des matériaux à base d'acide polylactique (PLA), le marché des matériaux biodégradables respectueux de l'environnement s'est progressivement développé. Nous avons également intensifié nos efforts pour étendre les applications dans ce domaine. Aujourd'hui, nos produits biodégradables jetables et nos produits en éco-fibres constituent le deuxième moteur de croissance le plus important après les consommables d'impression 3D. »Les produits à base de lactate issus du recyclage chimique ont également connu une croissance rapide.« Les principaux fabricants chinois de photorésines utilisent nos produits à base de lactate de qualité électronique. Le volume actuel est faible, mais les perspectives d'application sont prometteuses », a expliqué Yang Yihu.

L'acide polylactique usé peut être recyclé par récupération chimique ou mécanique.Les déchets peuvent contenir des contaminants, mais l'acide polylactique peut être contrôlé par...Récupération chimique par polymérisation thermique ou hydrolyse pour produire des monomères.Il est ensuite transformé en nouvel acide polylactique. L'acide polylactique peut également être transformé par...La transestérification produit du lactate de méthyleCela permet le recyclage chimique.

« Notre modèle technologique innovant de coproduction en configuration X nous permet de diversifier nos sources de matières premières et de produits finaux, enrichissant ainsi les fonctionnalités de la ligne de production, améliorant l'efficacité du système et réduisant la consommation d'énergie et les coûts. Nous pouvons produire du lactide à partir de deux matières premières, l'acide lactique ou l'acide polylactique recyclé, puis le polymériser pour obtenir divers biomatériaux. »Prenons l'exemple du recyclage des matières premières d'acide polylactique ; les résultats obtenusLe lactide bien purifié peut être utilisé dans l'étape de polymérisation suivante pour produire de l'acide polylactique, de la polycaprolactone ou des polyols.Les sous-produits peu purifiés peuvent réagir avec de l'éthanol pour produire du lactate chimiquement pur, ou le lactide de haute pureté peut être utilisé directement comme matière première pour produire du lactate de haute pureté."Yang Yihu a ajouté."

En 2006, alors que le marché se concentrait sur la biodégradabilité de l'acide polylactique et vantait ses avantages dans le domaine des produits jetables, Guanghua Weiye s'est lancée dans la recherche sur le recyclage chimique des matériaux en acide polylactique.

Le recyclage chimique de l'acide polylactique (PLA), un matériau biodégradable, est-il pertinent ?

Yang Yihu a dit :La dégradation constitue aussi, dans une certaine mesure, une forme de déchet.。”

En 2012, après six années de percées technologiques, Guanghua Weiye a officiellement soumis son "..."Procédé de récupération de l'acide polylactique pour la préparation de lactide de qualité raffinéeLa demande de brevet pour « et »Autorisation obtenue avec succès en 2014Cette technologie, une première mondiale, permet d'obtenir du lactide de haute pureté en recyclant l'acide polylactique, et les sous-produits peuvent également être utilisés pour produire une variété d'esters d'acide lactique, résolvant ainsi le problème mondial du recyclage et de la réutilisation des matériaux biodégradables et créant une chaîne industrielle en boucle fermée pour former une économie circulaire « verte ».

Parallèlement, l'élimination inadéquate des plastiques biodégradables en fin de vie est de plus en plus reconnue par l'industrie ces dernières années. Selon le rapport de recherche intitulé « Évaluation de l'impact environnemental et soutien aux politiques relatives aux plastiques biodégradables », publié conjointement par l'Université Tsinghua et Sinopec, 96,77 % des plastiques biodégradables en Chine finissent incinérés ou enfouis, 3,1 % se retrouvent dans l'environnement et seulement 0,007 % sont acheminés vers des installations de traitement biologique en aval et sont entièrement dégradés.

Les lignes directrices de la Commission européenne sur les plastiques à usage unique (SUP), publiées en 2021, proposaient d'interdire l'utilisation de plastiques dégradables par oxydation, de plastiques biodégradables et de plastiques compostables dans les produits en plastique à usage unique ; la directive PPW, publiée en 2022, exige que tous les emballages soient recyclables ou réutilisables d'ici 2030 ; et le projet de réglementation sur les véhicules hors d'usage (VHU), publié en 2023, proposait d'accroître l'utilisation de matériaux recyclés dans les voitures neuves, en précisant que ces dernières devraient contenir au moins 25 % de plastiques recyclés.

Ces politiques témoignent de la volonté de l'UE de promouvoir la réduction, le recyclage et la réutilisation des plastiques. Toutefois, leur mise en œuvre limitera également l'expansion des capacités de production des entreprises de plastiques biodégradables, ce qui soulève la question suivante : les plastiques biodégradables ont-ils encore un avenir ?

Yang Yihu estime que, dans le contexte de la neutralité carbone, l'utilisation de sources biosourcées pour l'acide polylactique (PLA) est pertinente et précieuse. Par conséquent, il convient d'exploiter davantage les avantages du PLA biosourcé en matière de séquestration du carbone et de respect de l'environnement. D'une part, il est nécessaire de développer et de promouvoir des produits en PLA durables, tels que la papeterie en PLA résistante et les tasses en PLA brillant imitant la céramique ; d'autre part,Il convient de souligner l'importance du recyclage et de la réutilisation après usage.。

« D’un point de vue technique, le recyclage chimique de l’acide polylactique présente des avantages par rapport à d’autres plastiques tels que le PET et le TPU. »Parce que l'acide polylactique ne possède qu'un seul monomère, le lactide.Après recyclage, on peut obtenir du lactide de haute pureté grâce au procédé de purification du lactide. D'un point de vue économique,Le recyclage de l'acide polylactique peut remplacer certaines matières premières comme l'amidon et le sucre.Cela permettra, dans une certaine mesure, d’atténuer la future concurrence entre les matières premières d’acide polylactique (PLA) et les ressources humaines pour l’alimentation.