1、聚乙醇酸（PGA）概述
聚乙醇酸（PGA），又称聚乙交酯，是一种单元碳数最少、具有可完全分解的酯结构、降解速度最快的脂肪族聚酯类高分子材料。PGA 最终降解的产物是对人体和环境无毒无害的CO2和H2O，已在美国、欧盟和日本获得可安全生物降解的塑料材料认证。从生产工艺来看，目前PGA的生产方法主要有三种，分别为乙醇酸直接缩聚法、乙交酯开环聚合法、草酸二甲酯法制备聚乙醇酸。
聚乙醇酸（PGA）工艺简介
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工艺名称 |
简介 |
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乙醇酸直接缩聚法 |
乙醇酸直接缩聚法是乙醇酸直接脱水缩聚，聚合工艺流程短、成本较低，但PGA相对分子质量小且易分解，产品性能差，实用价值较低。 |
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乙交酯开环聚合法 |
乙交酯开环聚合法主要为两步合成法。首先将乙醇酸脱水制备出相对分子质量低的聚乙醇酸，在高真空、高温的条件下生成乙交酯。之后乙交酯在催化剂的作用下开环聚合，得到相对分子量较高的聚乙醇酸。该方法制备的PGA相对分子质量相对较高，被广泛应用于工业化生产中，但是也存在工艺复杂、加工条件苛刻、合成路线冗长和生产成本相对较高等问题。 |
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草酸二甲酯法制备聚乙醇酸 |
随着煤制乙二醇工艺的兴起，使草酸二甲酯（DMO）大规模生产PGA成为可行的工艺路线。草酸二甲酯（DMO）是煤制乙二醇工艺路线中最重要的中间产品。DMO既可以加氢制乙二醇，也可以加氢制乙醇酸甲酯（MG）。 |
资料来源：观研天下整理
2、聚乙醇酸（PGA）性能优异，应用领域广泛
根据观研报告网发布的《中国聚乙醇酸（PGA）行业现状深度分析与发展趋势研究报告（2024-2031年）》显示，聚乙醇酸（PGA）拥有诸多优异特性，例如气体阻隔性优良、生物相容性极佳、力学强度大、耐高温性能优异等。并且，PGA生物降解性能突出，在水和微生物作用下，在自然环境中能实现快速降解，最终降解产物为二氧化碳和水，可同时满足工业堆肥、家庭堆肥以及海水降解的要求。因此，PGA在高端生物医用可降解材料、油气开采、包装、一次性降解材料等领域具有良好的应用与产业化前景。
可降解塑料材料对工业堆肥、家庭堆肥、土壤掩埋及海水降解要求
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材料 |
工业堆肥 |
家庭堆肥 |
土壤掩埋 |
海水降解 |
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PLA |
√ |
- |
- |
- |
|
PCL |
√ |
√ |
- |
- |
|
PBAT |
√ |
√ |
- |
- |
|
PBS |
√ |
√ |
- |
- |
|
PHA |
√ |
√ |
√ |
√ |
|
PGA |
√ |
√ |
√ |
√ |
资料来源：观研天下整理
主要可降解塑料的降解速度对比情况
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性能 |
PGA |
PBAT |
PBS |
PLA |
PCL |
PHA |
|
熔点℃ |
220-240 |
110-120 |
114 |
177-180 |
60 |
180 |
|
分解温度℃ |
315 |
280 |
400 |
300 |
200 |
195 |
|
玻璃化温度℃ |
适中 |
低 |
低 |
高 |
低 |
低 |
|
拉伸性能 |
一般 |
好 |
好 |
好 |
一般 |
好 |
|
拉伸强度Mpa |
80 |
20-30 |
33 |
45 |
4 |
30 |
|
延伸率％ |
10 |
820 |
400 |
3 |
800-1000 |
10 |
|
杨氏模量Gpa |
7 |
1.5 |
0.2-0.5 |
3-4 |
0.3 |
0.5-1.5 |
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抗冲击性能 |
好 |
一般 |
好 |
一般 |
一般 |
好 |
|
水汽阻隔性 |
高 |
差 |
- |
一般 |
一般 |
较高 |
|
氧气阻隔性 |
高 |
差 |
- |
一般 |
- |
较高 |
|
降解速度 |
超快 |
适中 |
快 |
适中 |
慢 |
快 |
|
商品化程度 |
超低 |
高 |
高 |
高 |
低 |
中 |
|
价格区间（万元/吨） |
1.9-4 |
2-3 |
2-3 |
2-4 |
低 |
7 |
资料来源：观研天下整理
聚乙醇酸(PGA)降解示意图
资料来源：观研天下整理
3、聚乙醇酸（PGA）行业需求加速释放，蓝海市场有待开拓
2013-2014年，全球聚乙醇酸（PGA）行业需求量仅为几百吨，但随着工业化装置投产及油气开采领域的应用，2020年需求量增至5千吨级，销售收入约为12.2亿美元，预计2023-2025年将以5.2%左右的增速增长，2025年市场规模将达到 15.7亿美元以上。如果生物降解塑料拓展应用范围扩大，PGA或有百万吨待开发市场。
4、我国聚乙醇酸（PGA）行业拟在建产能近200万吨/年
在国内市场，聚乙醇酸（PGA）作为推动我国实现“双碳”目标的重要可降解塑料产品而备受关注。随着乙醇酸和乙醇酸甲酯成本降低和产能不断扩大，聚乙醇酸（PGA）技术逐步突破，多个项目逐渐落地，产业化蓄势待发。根据不完全统计，现阶段，我国聚乙醇酸（PGA）行业拟、在建产能已接近200万吨/年。其中，国内拟建最大PGA项目为内蒙古卓正煤化工有限公司可降解及高性能新材料一体化示范项目，PGA产能可达80万吨/年；其次是中国石化在贵州织金县茶店乡规划建设的50万吨/年PGA项目，其中一期建设20万吨/年，二期规划建设30万吨/年。
我国聚乙醇酸（PGA）行业拟在建产能统计情况
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国内企业 |
PGA已建/拟建项目 |
技术 |
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浦景化工 |
2020年7月，1500吨/年一期投入试生产；2022年二期建成后将达到万吨级规模，目前暂无投产公告 |
独立开发享有全部知识产权的“合成气制乙醇酸技术”，可制备出99.6%以上的高纯度乙醇酸晶体产品:建立并成功投产了全球首套合成气制可降解材料聚乙醇酸PGA装置 |
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国家能源集团榆林化工 |
2022年9月，5万吨/年PGA可降解材料示范项目正式建成投产；2023年5月20万吨/年PGA项目公示 |
浦景化工合成气制PGA技术 |
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中国石化 |
中国石化长城能源化工50万吨/年PGA项目，一期项目20万吨/年预计2025年建成投产，二期2026年建成 |
浦景化工合成气制PGA技术 |
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通辽金煤 |
3000吨/年PGA工业化制备装置，2018年12月试投产 |
子公司江苏金聚合金材料有限公司自主研发的煤基合成气炭基法制备PGA技术 |
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荣信化工 |
3000吨/年草酸二甲酯制PGA项目，2022年1月完成项目变更备案 |
- |
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内蒙古久泰新材 |
久泰新材料PGA科研试验项目，2021年3月开工；2023年5月，子公司宇泰新材3500吨/年特种可降解新材料项目环评获批复 |
自主研发技术 |
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博立生材 |
300吨/年生物高分子材料PGA生产线项目，2018年投产 |
自主研发技术 |
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丹化科技 |
3000吨/年PGA中试装置处于研发和试验阶段 |
自主研发技术 |
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安徽昊源 |
20万吨PGA生产及配套设施，2022年11月开工 |
- |
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国能蒙西 |
10万吨PGA项目准予备案，建设周期2023年3月至2024年9月 |
- |
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内蒙古卓正煤化工 |
2023年5月可降解及高性能新材料体化示范项目获批，包含80万吨/年PGA |
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资料来源：观研天下整理（WYD）
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