[韩国工业:未来设计者]打破“脆弱环保塑料”成见……白色生物技术执着17年
(13)Samyang Inochem事业PU负责人Ryu Hoon
从玉米淀粉提取的异山梨醇
增强耐热性与刚性的高功能材料
2009年启动,全球第二家实现商业化
专利、自主生产工艺、市场开拓
跨越三大障碍,以性能赢得客户认可
提到用玉米制成的塑料,人们往往会有“虽然环保,但材料性能可能较弱”的先入为主印象。Samyang Innochem业务PU负责人Ryu Hoon正是彻底颠覆这一偏见的人物。
他持续领导开发和商业化长达17年的异山梨醇(Isosorbide),是一种以玉米淀粉提取的葡萄糖转化为山梨醇后,再经脱水制成的生物基化工原料。它不仅可替代石油基原料,还是能够提升塑料耐热性、刚性、透明性和耐化学性等性能的高功能材料。
“仅凭环保这一理由,客户愿意承担额外成本是有限度的。异山梨醇并非因为环保才被使用的材料,而是因性能优异而被采用,同时还具备环保属性的材料。”
Samyang Innochem在韩国率先、全球第二个实现异山梨醇商业化。Ryu Hoon自2009年1月研发项目获批起,参与了中试设备投资、客户规格导入(即特定材料被纳入量产标准)、商业工厂竣工等全部流程。
“从项目获批启动,到中试投资、完成客户规格导入,再到建设工厂并竣工,整个过程我都参与了。”正如他所言,Samyang异山梨醇的发展史,也正是他的履历。
起步并不顺利。他原本是食品研究所的一名研究员,负责开发面包和方便面原料;当他提出要“制造塑料原料”时,周围反应颇为怀疑。为此,他用6个月时间亲自搭建简易工艺、准备资料,进入项目审批会议。尽管遭遇反对,但经过坚持不懈的说服,项目才勉强得以保留。此后,他还从食品部门转至化学部门。
商业化过程中主要存在三道壁垒:突破全球企业的专利、建立自主生产工艺,以及开拓原本不存在的市场。
第一道难关是专利。全球化工企业的专利阻碍了Samyang推进的技术方向,Samyang没有选择绕开,而是提起专利无效诉讼。虽然在一审胜诉,但从二审起,必须与收购该专利的竞争企业展开诉讼。与担忧不同的是,Samyang经过周密准备,最终在三审中全部胜诉,为开发自主技术打开了道路。
技术开发也必须从零开始。当时,异山梨醇甚至尚未建立用于判断纯度和杂质的标准分析方法。
“我们以为纯度为100%、并作为标准的试剂,实际上只有约95%的纯度。”确认测量基准存在误差花了数月时间,既有数据也必须重新审查。研发团队前往日本和德国的设备企业,反复进行试验,逐步完善生产设备与工艺。
产品制成后,随着时间推移,聚碳酸酯和聚酯出现变色问题。原因是微量氧化副产物,但常规抗氧化技术受到竞争企业专利保护。Samyang经过约1年时间研究新的物质,开发出适用于异山梨醇的稳定化技术,并获得国内外专利。
建设商业工厂同样并不容易。通常,石油化工厂会从专业企业购买工艺技术和设计图纸,并获得直至试运行阶段的支持。Samyang则必须基于自主研发的工艺,从设计到工艺稳定化全部自行解决。
“工厂是否存在问题,也要经过一段时间才会显现,而且连可以投诉的对象都没有。”为稳定商业生产,又经历了2至3年的反复摸索。Samyang在启动开发5年后建成中试设备,此后再投入8年时间,于2022年在全罗北道群山市建成年产1.5万吨规模的商业工厂。
异山梨醇能够提升塑料性能的秘诀,在于其坚固的双环分子结构。这一结构限制了高分子的运动,使其即使受热也不易变形。在聚酯中可提升耐热性和透明性,在聚碳酸酯中则可提高表面硬度和耐候性。它还可应用于黏合剂、涂料和聚氨酯,以改善强度和耐久性。
不过,性能会因所应用的树脂、含量、配方及工艺条件而有所不同,因此需要与客户开展定制化开发。Ryu Hoon将其定义为一种连既有材料性能也能提升的“升级型生物材料”。
即便掌握自主技术并拥有工厂后,市场开拓的壁垒依然存在。开发初期,环保或生物质概念尚未像如今这样受到关注。客户首先怀疑,玉米制成的材料能否真正用于工业领域。
此外,要使用新原料,客户必须改变配方和生产工艺,并重新进行质量评估及认证。其价格也高于既有通用石油基原料,因此仅凭环保性无法说服客户。
因此,Samyang没有同时攻占所有市场,而是寻找真正需要异山梨醇性能的产品。其与韩国化工企业共同开发高耐热聚酯,并与日本化工企业开拓生物基聚碳酸酯市场。
此后,其应用领域扩展至食品和化妆品容器、家电产品及汽车材料,目前还扩大至电动汽车电机铁芯用黏合剂、液化天然气储罐用隔热材料,以及牙科3D打印材料。
该业务多次面临中止危机。每当市场增长慢于预期,便出现停止业务的意见,但Ryu Hoon说服相关方利用政府项目,以最低成本继续守住技术和市场。
“你知道成功的方法是什么吗?就是活得足够久,直到成功的那一天。”他至今仍铭记曾听过的这句话。“就是坚持到成功为止。”
成果也正在显现。与2022年相比,2025年销量增长至2.5倍,客户从2家扩大至30家。Samyang基于在食品和化工业务中积累的技术,已申请约300项相关专利。
Ryu Hoon强调:“尚未出现绝对领军者的白色生物产业,是韩国石油化工行业获取全球竞争力的新机遇。”
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