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降解塑料PBAT的(de)制備哪裏用到了真空？看(kàn)完你(nǐ)就明(míng)白了！
在環保政策的(de)驅動下(xià)，全球大多數國(guó)家(jiā)如今已經開(kāi)始限制傳統塑料使用。國(guó)內(nèi)也開(kāi)啓了 “禁塑”模式，企業(yè)相(xiàng)繼響應，PLA、PBAT、PHA、PCL、PBS等生(shēng)物(wù)降解塑料在一次性餐具、包裝、農(nóng)業(yè)、汽車、醫療、紡織等領域的(de)應用正迎來(lái)市(shì)場(chǎng)發展新機(jī)遇。而作(zuò)為(wèi)生(shēng)物(wù)降解塑料的(de)重要成員(yuán)，PBAT因其較高(gāo)的(de)性價比近(jìn)年(nián)來(lái)備受關注，其産業(yè)化(huà)技(jì)術與制備工(gōng)藝也越來(lái)越成熟。今天我們就來(lái)認識一下(xià)這(zhè)位降解塑料屆的(de)“紅人(rén)”：PBAT。
什麽是PBAT
PBAT的(de)中文(wén)名稱是聚對(duì)苯二甲酸-己二酸丁二醇酯，屬于熱塑性生(shēng)物(wù)降解塑料。它是己二酸丁二醇酯和(hé)對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的(de)共聚物(wù)，所以兼具PBA和(hé)PBT的(de)特性，既有(yǒu)較好(hǎo)的(de)延展性和(hé)斷裂伸長(cháng)率，也有(yǒu)較好(hǎo)的(de)耐熱性和(hé)沖擊性能。
根據生(shēng)物(wù)降解塑料的(de)來(lái)源可分為(wèi)生(shēng)物(wù)基生(shēng)物(wù)降解材料和(hé)石化(huà)基生(shēng)物(wù)降解材料，PBAT是石化(huà)基生(shēng)物(wù)降解塑料的(de)一種。因為(wèi)PBAT的(de)石油基成本更低(dī)，所以其投資強度更小(xiǎo)，未來(lái)有(yǒu)望成為(wèi)最大的(de)可降解塑料品類。
可降解塑料原料來(lái)源分類，可在土(tǔ)壤、沙土(tǔ)等自(zì)然條件(jiàn)下(xià)，與微(wēi)生(shēng)物(wù)淵作(zuò)用降解成二氧化(huà)碳、水(shuǐ)等小(xiǎo)分子(zǐ)或低(dī)分子(zǐ)化(huà)合物(wù)。
PBAT的(de)基本性能
- PBAT是一種半結晶型聚合物(wù)，結晶溫度110℃左右
- 熔點130℃左右
- 密度在18g/ml~1.3g/ml之間(jiān)
- 結晶度30%左右
- 邵爾硬度＞85
PBAT的(de)應用與國(guó)內(nèi)發展
PBAT 作(zuò)為(wèi)性能良好(hǎo)的(de)環保材料，可以降低(dī)石油資源消耗，緩解“白色污染”，對(duì)我國(guó)可持續發展具有(yǒu)重要意義。其主要應用于全降解包裝用薄膜和(hé)全降解包裝袋，包括購物(wù)袋、連卷垃圾袋、寵物(wù)糞便袋、電(diàn)子(zǐ)産品包裝袋、食品包裝袋、地(dì)膜、餐具制品等等。
我國(guó)PBAT行業(yè)的(de)快速起步主要得益于政府的(de)政策支持。受環保政策的(de)影響，近(jìn)年(nián)來(lái)我國(guó)PBAT産量呈現(xiàn)穩定增長(cháng)的(de)趨勢。目前，國(guó)內(nèi)擁有(yǒu)PBAT産能的(de)企業(yè)較多，其中新疆藍(lán)山屯河化(huà)工(gōng)股份有(yǒu)限公司擁有(yǒu)12.8 萬噸/年(nián)的(de)PBAT産能，居全球領先地(dì)位。
據生(shēng)物(wù)降解材料研究院統計(jì)，截止2021年(nián)6月(yuè)15日(rì)，中國(guó)PBAT産能達到38萬噸，在建、拟建PBAT産能超過1500萬噸。
國(guó)內(nèi)PBAT在建及拟建産能，圖片來(lái)源：生(shēng)物(wù)降解材料研究院
PBAT的(de)制備方法
PBAT的(de)制備原料主要是以己二酸（AA）、對(duì)苯二甲酸（PTA）、丁二醇（BDO）為(wèi)單體(tǐ)，按照(zhào)一定比例經過酯化(huà)或酯交換反應和(hé)縮聚反應合成聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，然後經過酯化(huà)、縮聚以及切粒三個(gè)步驟制得最終産品。
其制備工(gōng)藝有(yǒu)三種酯化(huà)方式：共酯化(huà)、分酯化(huà)和(hé)串聯酯化(huà)。其中共酯化(huà)工(gōng)藝隻需一個(gè)反應釜進行一次酯化(huà)反應，因此具有(yǒu)工(gōng)藝流程短、原料利用率高(gāo)、反應時(shí)間(jiān)短、生(shēng)産效率高(gāo)的(de)特點，被國(guó)內(nèi)化(huà)工(gōng)企業(yè)廣泛采用。
PBAT制備與真空技(jì)術
不管是共酯化(huà)、分酯化(huà)，還(hái)是串聯酯化(huà)，三種工(gōng)藝過程中重點都(dōu)在于嚴格控制反應的(de)酯化(huà)方式、酯化(huà)時(shí)間(jiān)、縮聚溫度、穩定劑、縮聚真空度等。這(zhè)些關鍵因素能夠直接影響合成過程，最終影響産品的(de)性能。
在酯化(huà)流程中，為(wèi)了減少BDO的(de)副反應發生(shēng)，減少THF的(de)生(shēng)成，降低(dī)原料消耗，整個(gè)酯化(huà)反應在真空條件(jiàn)下(xià)進行，真空環境可以降低(dī)酯化(huà)反應溫度，這(zhè)也降低(dī)了生(shēng)産所需的(de)能耗。所以真空技(jì)術與設備的(de)發展極大地(dì)提高(gāo)了國(guó)內(nèi)PBAT産能。
如在上(shàng)文(wén)所提到的(de)擁有(yǒu)50萬噸産能的(de)中化(huà)學東華天業(yè)項目中，威固樂(yuè)真空設備有(yǒu)限公司總計(jì)提供18套真空機(jī)組設備。其中6組螺杆真空泵用于預縮聚環節，6組螺杆真空泵用于終縮聚環節，另外(wài)6組螺杆真空泵用于材料增粘，為(wèi)PBAT酯化(huà)與生(shēng)産提供了穩定的(de)真空環境。
随着“限塑令”範圍和(hé)強度的(de)擴大，可降解塑料将迎來(lái)快速發展期。目前全球PBAT市(shì)場(chǎng)需求旺盛，由于PBAT價格較高(gāo)，而我國(guó)具備良好(hǎo)的(de)原料生(shēng)産條件(jiàn)。國(guó)內(nèi)PBAT産品主要用于出口，行業(yè)集中度高(gāo)，潛在市(shì)場(chǎng)大，産業(yè)化(huà)前景較好(hǎo)。
參考文(wén)獻
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