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導(dǎo)讀

我國煤炭資源豐富，煤化工產(chǎn)業(yè)潛力巨大，高端化、多元化、低碳化是當(dāng)前煤化工產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向，積極發(fā)展煤基新材料意義重大。我國《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》、《“十四五”塑料污染治理行動方案》提出，科學(xué)穩(wěn)妥推廣可降解塑料作為塑料的替代品，PGA作為一種煤基生物可降解塑料，已經(jīng)開啟了萬噸級規(guī)模生產(chǎn)步伐，標(biāo)志著國產(chǎn)高端生物可降解塑料PGA的到來。本文帶您搶鮮了解其應(yīng)用前景及生產(chǎn)過程中主要分析項(xiàng)目的島津典型解決方案。

PGA特點(diǎn)用途

PGA中文名稱聚乙醇酸，又稱聚羥基乙酸，它是一種單元碳數(shù)最少、降解速度最快的脂肪族聚酯類高分子材料。通過生物降解，并最終被完全分解變成二氧化碳和水，不含任何殘留。

圖1  PGA降解過程

PGA擁有良好的生物相容性、極高的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)異汽氧阻隔性三大特點(diǎn)，其用途主要在三個方面：

1）高端醫(yī)用材料，如醫(yī)療外科手術(shù)縫合線、骨折內(nèi)固定、組織工程修復(fù)材料及藥物控制釋放體系等；

2）環(huán)境友好的封堵材料，如原油開采中的壓裂球或暫堵球（橋塞），代替鎂鋁合金材質(zhì)；

3）一次性塑料透氣薄膜，如保鮮包裝和農(nóng)用膜材料，替代現(xiàn)有多種塑料。

圖2  PGA性能特點(diǎn)

PGA生產(chǎn)流程

目前我國在建PGA生產(chǎn)裝置，主要通過煤制氣，經(jīng)草酸二甲酯加氫制備乙醇酸甲酯，再經(jīng)過直接聚合或乙交酯聚合生產(chǎn)聚乙醇酸。目前應(yīng)用較多的是乙交酯開環(huán)聚合法。

圖3  PGA主要生產(chǎn)工藝路線

PGA生產(chǎn)過程歷經(jīng)多道中控產(chǎn)品分析質(zhì)檢，才轉(zhuǎn)化為最終的高端生物可降解塑料，下表展示了其中主要的分析項(xiàng)目和檢測組分。

表1. PGA生產(chǎn)過程中主要的分析項(xiàng)目

島津方案

分析利器

Nexis GC-2030氣相色譜儀

a 氣體樣品分析典型解決方案

典型分析譜圖

合成氣樣品譜圖

b 液體樣品分析典型解決方案

典型分析譜圖

草酸二甲酯樣品譜圖

乙醇酸甲酯樣品譜圖

客戶心聲

國能榆林化工有限公司建有世界首套年產(chǎn)5萬噸煤基PGA生產(chǎn)裝置，已經(jīng)投產(chǎn)運(yùn)行。公司化驗(yàn)中心張亞春老師說：“PGA示范項(xiàng)目中，我們使用島津氣相色譜GC-2030和GC-2014，解決了很多難題，為生產(chǎn)提供了大量的質(zhì)量分析數(shù)據(jù)。島津儀器性能穩(wěn)定，故障少，軟件功能完善，大家用的都很順手。希望能與島津公司緊密合作，推動高端生物可降解材料PGA的發(fā)展。”

國能榆林化工有限公司PGA實(shí)驗(yàn)室儀器森林

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