我國(guó)煤炭資源豐富，煤化工產(chǎn)業(yè)潛力巨大，好的化、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，發(fā)展煤基新材料意義重大。我國(guó)《“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(dòng)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(kāi)啟了萬(wàn)噸級(jí)規(guī)模生產(chǎn)步伐，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)好的生物可降解塑料PGA的到來(lái)。本文帶您搶鮮了解其應(yīng)用前景及生產(chǎn)過(guò)程中主要分析項(xiàng)目的島津典型解決方案。
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)少、降解速度快的脂肪族聚酯類高分子材料。通過(guò)生物降解，并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(guò)程
PGA擁有良好的生物相容性、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(gè)方面：
1）好的醫(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(kāi)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)
目前我國(guó)在建PGA生產(chǎn)裝置，主要通過(guò)煤制氣，經(jīng)草酸二甲酯加氫制備乙醇酸甲酯，再經(jīng)過(guò)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(kāi)環(huán)聚合法。
圖3 PGA主要生產(chǎn)工藝路線
PGA生產(chǎn)過(guò)程歷經(jīng)多道中控產(chǎn)品分析質(zhì)檢，才轉(zhuǎn)化為的好的生物可降解塑料，下表展示了其中主要的分析項(xiàng)目和檢測(cè)組分。
表1. PGA生產(chǎn)過(guò)程中主要的分析項(xiàng)目
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
國(guó)能榆林化工有限公司建有世界首套年產(chǎn)5萬(wàn)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(shuō)：“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(dòng)好的生物可降解材料PGA的發(fā)展。”
國(guó)能榆林化工有限公司PGA實(shí)驗(yàn)室儀器森林
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