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生物可降解塑料--PBAT--中科新材
作者:
时间:
2023-10-30
聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)
研究背景
石油化工的快速发展，使抗腐蚀性、电绝缘性、力学性能较好且价格低廉的传统塑料广泛应用于日常生产生活。但是，由于传统塑料具有较好的化学稳定性，很难自然降解，大部分传统塑料没有得到有效的处理，产生了大量的“白色垃圾”,造成严重的环境污染问题。聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)是一种由刚性的芳香链(对苯二甲酸丁二醇酯)和柔性的脂肪链(己二酸丁二醇酯)共聚而成的生物降解性能较好的材料，能够被微生物降解为水和二氧化碳，代替了传统塑料用于生产包装材料、医疗制品和农业薄膜等。
合成机理
聚己二酸对苯二甲酸丁二酯（PBAT）作为一种典型的脂肪族-芳香族共聚酯，其结构式：
PBAT是一种线性脂肪族-芳香族无规共聚酯，是以1,4－丁二醇（BDO）、己二酸（AA）、对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二醇酯（DMT）为原料，PBAT的制备有三种酯化方式：共酯化、分酯化和串联酯化。
共酯化流程示意图
分酯化流程示意图
串联酯化流程示意图
生产工艺
PBAT较高的生产成本和有待改善的综合性能等问题，使其在市场中受限，因此，需要通过添加填料和可降解高分子材料进行熔融共混等方法改善PBAT的综合性能、降低其应用成本。
聚乳酸（PLA）改性PBAT
聚合物共混提高了塑料性能，聚乳酸（PLA）和PBAT 是性能互补的可生物降解材料。将PBAT和PLA熔融共混可以在保证生物降解性的前提下提高PBAT的刚性，使产品获得最佳性能平衡点。
发展趋势
国外最早研究PBAT，目前年产量在10万吨，我国后来居上，目前年产量在18万吨，并且还在逐年增长。PBAT 主要用于包装袋和农 用 薄 膜 ( 地 膜) 领 域。据 相 关 信 息 显 示，2021 年 PBAT 包装袋需求量占比约 70% ,农膜需求量 10% ,其他领域需求量占比约 20%。
随着国家“禁塑令”的颁布，国家对“白色污染”问题愈发重视，PBAT作为生物可降解塑料的原材料，日常需求量还在不断增长，完全取代传统塑料指日可待。
参考文献
[1]许新华,张家星. PBAT复合材料的性能和应用[J]。安徽化工2020,46(3):10-14,17. DOI:10.3969/j.issn.1008553X.2020.03.004.
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