PGA產業化蓄勢待發

　　近日，聚乙醇酸(PGA)技術解決方案供應商上海東庚化工技術有限公司宣布，已與莊信萬豐、伊士曼簽署一項合作備忘協議，共同提供新一代PGA工藝技術的授權。

　　近年來，PGA作為推動我國減少塑料廢棄物、實現“雙碳”目標的重要可降解塑料產品而廣受關注。隨著原料乙醇酸和乙醇酸甲酯成本的降低和產能的不斷擴大，PGA技術逐步突破，多個項目漸次落地，產業化蓄勢待發。

　　性能優異前景廣闊

　　PGA是一種高結晶、可生物降解的線型脂肪族聚酯。超高相對分子質量的PGA機械性能優異，具有良好的可加工性，密度為1.5～2.0克/立方厘米;暴露在堆肥條件下，可在1～3個月內完全降解，降解產物乙醇酸是無毒的，之后變成水和二氧化碳排出。其在美國、歐盟和日本已獲得可安全生物降解的塑料材料認證。

　　東方證券研報表示，可降解塑料大多存在降解條件限制，且性能較傳統塑料差距明顯。而PGA具有目前最快的降解速度并且不需要特殊降解條件，能夠降低垃圾集中處理的難度，特別適用于一次性塑料制品。

　　PGA在機械強度、阻隔性和耐熱性三方面表現十分優異，并且具有生物相容性，目前主要應用于醫用可吸收手術縫線、藥物控制釋放、骨固定等高端醫用領域，在油氣開采、農業生產、食品包裝和醫療等領域有良好的應用前景。其中，在油氣行業，PGA可用于制作可降解壓裂橋塞、壓裂球、降解環、可降解暫堵纖維、暫堵顆粒等。

　　多種工藝競相研發

　　上海東庚董事長唐曦介紹說，PGA主要通過乙醇酸(酯)、乙交酯等原料在催化劑作用下縮聚而成。目前，PGA工業化成熟度較高的制備技術是乙醇酸(酯)縮聚法和乙交酯開環聚合法。此外，還有鹵代乙酸縮聚法、甲醛和一氧化碳聚合法、乙交酯懸浮聚合法等。

　　“乙醇酸(酯)縮聚法相比其他PGA制備工藝，具有流程短、能耗低、投資少等優勢。但產品質量與乙交酯開環聚合法相比仍有較大差距，還存在反應時間長、難以連續化生產、產品純度不高等問題?！碧脐乇硎?，乙交酯開環聚合法是將乙醇酸(酯)單體先合成相對分子質量較低的PGA，然后解聚生成乙交酯，再開環聚合制備高相對分子質量的PGA。

　　據唐曦介紹，制備出超高相對分子質量的PGA是將其應用于工業領域的關鍵。開環聚合法制得的PGA既能滿足醫用材料等高端應用的要求，又能滿足通用可降解材料的應用要求，是目前大批量生產PGA的主流工藝。但開環聚合工藝路線相對復雜、產品效率低、生產成本較高，目前國內尚未全面突破這一技術，因此高相對分子質量PGA產品還需要進口。

　　煤基路線開始落地

　　由于技術壁壘高、市場規模小等因素，早先國內PGA產業化速度較慢。隨著禁塑令的逐漸推廣，我國可降解塑料行業蓬勃發展，PGA作為完全降解塑料備受關注。特別是我國提出大力發展煤基生物可降解材料后，國內項目規劃和技術研發加快推進。

　　東方證券研報表示，煤制PGA的碳排放遠低于煤制烯烴，實現了低碳排放下煤炭轉化為基礎塑料制品的過程，規避了我國需要煤化工保障自給率但碳排放又過大的矛盾，意義重大。在低端領域使用PGA大量替代現有的聚乙烯和聚丙烯制品，能夠將寶貴的烯烴資源更多用于高端材料和精細化工等領域中。我國自主研發的煤基PGA合成路線適合大規模生產且成本較低。煤基PGA生產成本為10111元/噸，低于聚對苯二甲酸—己二酸丁二醇酯(PBAT)和聚乳酸(PLA)的生產成本。若生產企業本身可以提供煤炭資源，PGA的生產成本可降至6681元/噸。

　　目前，我國已建成的PGA項目多為小試及中試裝置，包括通遼金煤、四川博立、內蒙古浦景等，單套規模不超過3000噸/年。2022年9月，國家能源榆林化工5萬噸/年PGA裝置建成打通流程;中石油長城能源化工(貴州)一期20萬噸/年PGA裝置為目前規模最大的在建項目，其他如內蒙古久泰能源、榮信化工、湖北化肥、蒙西煤化工等都有PGA項目規劃。

　　東方證券預計，隨著我國自主研發的煤基工藝路線的落地，PGA將步入產能快速增長期，未來4年我國將新增80萬噸PGA產能，且主要來自中國石化、國家能源集團等央企。

　　上下游協同推進產業化

　　有專家表示，目前國內PGA產業鏈的下游應用環節產業化程度還不高，特別是在單體制備、注塑、紡絲等關鍵環節缺少低成本、產業化的廠商支持，造成各類PGA產品造價偏高，制約了產品的大范圍推廣。

　　對此，唐曦建議，PGA行業各方應積極探索通過開展合作，整合優化資源，增強優勢互補，共同推動加快產業化進程，促進我國可降解塑料產業高質量發展。

　　據介紹，上海東庚PGA技術采用的乙交酯開環聚合法是目前工業化最具前景的合成路線。該公司從催化劑選擇、乙交酯純化、開環聚合工藝到裝置的研究、加工及應用都形成了自主專有技術，解決了目前PGA生產過程中遇到的脫水不徹底、裂解反應溫度高、產品質量不穩定和加工困難等問題，拓寬了PGA的應用領域，可以獲得醫用級別PGA，填補國內高端市場空白。

　　目前，上海東庚在寧夏寧東基地建設PGA中試項目。該公司正在逐漸優化工藝，完善5萬噸級的工藝包，并與其他企業合作開發從煤到乙醇酸再到PGA的全產業鏈，提高煤化工產品的附加值，降低生產成本。

　　唐曦表示，將PGA與聚乙烯、聚丙烯等傳統材料結合，可以提升材料的阻隔性，改善材料力學性能;與其他降解材料PLA、PBAT等共混，可以提升PGA的阻隔性，加速降解，增強增韌。上海東庚正在推進PGA樹脂的加工工藝和性能改進研究，在注塑、紡絲、吹膜等領域促進PGA產品替代傳統石油基材料的發展進程。