光华伟业杨义浒：聚乳酸化学回收技术路径、优势与未来市场

2006年，随着技术开源，3D打印（增材制造）技术开始在欧美风起云涌。而彼时，3D打印在我国还只是一个非常小众的研究领域，刚刚开始在飞机制造等工业领域应用。

聚乳酸（PLA）是一种聚酯，由玉米、木薯、甘蔗或甜菜中的植物淀粉发酵制成。这些可再生材料中的糖经过发酵变成乳酸，然后再制成聚乳酸（PLA）。

光华伟业（品牌“eSUN易生”）成立于2002年，早期专门从事乳酸酯、聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)等产品研究开发，在经过5年的沉淀后，光华伟业决定将3D打印材料作为主要发展方向之一，于2007年在全球率先推出了商业化的聚乳酸3D打印耗材，并顺势建立了“eSUN易生”品牌，目前已经成长为3D打印耗材全球知名品牌之一。在2006年，该公司开始对聚乳酸回收及高附加值再利用的研究。

一方面横向拓展产品应用领域，另一方面，光华伟业也不断纵向深入，致力于打造聚乳酸绿色闭环式产业链。

2013年，光华伟业在湖北孝感建成具有自主知识产权的“年产5000吨化学回收制丙交酯生产线”，初步形成了从材料合成改性到应用、副产物消化与聚合物化学回收再利用的绿色闭路循环技术体系。

2023年12月，光华伟业完成对恒天长江生物材料有限公司(以下简称“恒天长江”)51.265%的股权收购，标志着光华伟业在横向应用场景开发和纵向产业链延伸方面的又一重要里程碑。

现在，主要从事聚乳酸纤维及制品研发与生产的恒天长江生物材料有限公司已正式更名为易生新材料(苏州)有限公司（以下简称“易生新材料”），光华伟业也藉由此次收购，完成了生物医用、3D打印、生态纤维和环保包装四大应用布局，并进一步打通了聚乳酸化学回收丙交酯、再熔体直纺生产聚乳酸纤维的绿色闭环产业链。

“在产业链的前端，我们在湖北孝感建设了5000吨/年的丙交酯合成生产设施，除了以乳酸为原料，我们也可以用回收的聚乳酸为原料来生产丙交酯。而在产业链的后端，易生新材料的技术则以丙交酯为原料生产聚乳酸纤维。这样,我们就在产业链条上形成了上下游的衔接，并在技术层面形成优势互补。”杨义浒说。

据European Plastics统计，2021年，全球生物可降解材料总产能为155.3万吨，同期，全球塑料制品产量为3.9亿吨。

巨大的差距意味着广阔的市场前景。

在全球限塑禁塑时间表稳步推进的背景下，作为最具有发展前景的生物可降解材料，近年来聚乳酸正处于全球产能扩张周期。2020年后,国外TotalEnergies Corbion(道达尔科碧恩)、Natureworks，国内丰原集团、海正生材、金丹科技、金发科技、万华化学等纷纷布局新产能，抢占发展风口。

杨义浒认为，虽然原料端产能扩张如火如荼，但新增供给的应用端消化或尚未充分。

“我们的判断是,整个聚乳酸上游原料产能上的还是比较快，但是下游应用如果没有打开，可能下游市场很难承接这么大量的原料增长。”杨义浒说道，“实际上，我们早在2006年就开始关注聚乳酸下游应用场景开发以及末端材料废弃后的化学回收，期望从这两个方面出发，与整个产业发展中的弱环形成一个互补。所以除了3D打印，我们又陆续布局了生物医用、生态纤维和生物降解制品领域，形成了四大应用布局。”

“最近几年，随着全球禁塑限塑，以及生物材料尤其是聚乳酸材料技术的日趋成熟，环境友好型生物降解材料的市场容量逐步扩大，我们也在这一领域的应用拓展方面投入了更多精力。现在,我们的一次性降解制品和生态纤维产品已经成为仅次于3D打印耗材的第二大增长动力，通过化学回收生产的乳酸酯产品也实现了较快增长。国内主要的光刻胶企业都在使用我们的电子级乳酸酯产品，目前量不大，但应用前景可期。”杨义浒解释说。

废弃聚乳酸可以通过化学回收或机械回收实现循环利用。废料中可能含有污染物，但聚乳酸可以通过热解聚或水解作用进行化学回收，产生单体。然后再制造成新的聚乳酸。聚乳酸还可以通过酯交换反应生成乳酸甲酯，从而进行化学回收。

“我们独创的X构型联合生产创新技术模型可以帮助我们实现原料来源和最终产品的多样性，从而丰富产线功能,有效提高生产系统的效率，降低能耗及成本。我们可以以乳酸或者回收的聚乳酸两种原料生产丙交酯，再进一步聚合生产各种生物材料。以回收聚乳酸原料为例，得到的纯化较好的丙交酯可以用于下一步聚合，生产聚乳酸、聚己内酯或多元醇，纯化不好的副产物则可以跟乙醇发生反应生产化学纯乳酸酯，也可以直接用高光纯度的丙交酯为原料生产高光纯乳酸酯。”杨义浒补充道。

2006年，当市场关注点聚焦在聚乳酸的可降解性能，鼓吹其在一次性制品领域的应用优势时，光华伟业却一头扎进了聚乳酸材料的化学回收研究中。

作为一种可降解材料，聚乳酸的化学回收有意义吗?

杨义浒说：“降解从一定程度上来说也意味着一种浪费。”

2012年，经过6年的技术攻关,光华伟业正式提交了“一种回收聚乳酸制备精制级丙交酯的方法”的专利申请，并于2014年成功获得授权。这一全球首创技术可以通过回收聚乳酸得到高光纯度丙交酯，副产物还可以用于生产多种乳酸酯，解决了生物基降解材料回收和再利用的世界难题，打通产业链闭环形成了“绿色循环”经济。

与此同时，近来年可降解塑料末端处置未完善的问题越来越被业界所认知。根据清华大学和中国石化联合发布的《可降解塑料的环境影响评价与政策支撑研究报告》，我国的生物降解塑料有96.77%流向焚烧和填埋，有3.1%泄漏进入环境，仅0.007%进入后端的生物处置设施、完全被降解。

欧盟委员会在2021年出台的SUP指南提出，禁止包括氧化降解塑料、可生物降解塑料和可堆肥塑料在一次性塑料产品中的使用；2022年公布的PPW指令要求到2030年，所有包装必须可回收或可重复使用；2023年发布的报废车辆(ELV)法规提案中提出，增加新车中回收材料的使用，明确新车应包含至少25%的再生塑料。

这些政策意味着欧盟正在提倡减塑、循环、回收再利用的理念，但这一系列政策的实施也将限制生物降解塑料企业在扩大产能方面的布局，这不禁让人疑问：未来生物降解塑料还有前景吗?

杨义浒认为，在碳中和大背景下，聚乳酸的生物基来源是有意义、有价值的。因此,当下应该更多地去利用聚乳酸生物基固碳和环保的优点，一方面，开发和推广聚乳酸耐久制品，比如可以耐久使用的聚乳酸文具，再如高光泽的聚乳酸高仿陶瓷杯等等；另一方面，应该强调使用之后的回收再利用。

“从技术层面来讲，聚乳酸的化学回收相对于PET、TPU等其他塑料是有优势的。因为聚乳酸只有丙交酯一个单体，回收后再重新用丙交酯的纯化过程就可以得到高纯度的丙交酯。从经济层面，回收聚乳酸可以替代一部分淀粉、糖原料，从一定程度上缓解未来聚乳酸原料与人争粮问题。”