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可降解塑料PBAT之发展历程
浏览: 发布日期:2022-08-04

  目前,全球范围环保类绿色全球化产品处于快速发展中,欧美发达国家均制定了相应的政策推动可降解塑料的发展,其中意大利、发过、荷兰、德国等23个国家均通过理发限制传统塑料袋的使用。

  中国于2004年全国人大提出《可再生资源法(草案)》和《固定废物污染环境防治法(修订)》,鼓励再生生物资源的利用科降解塑料的推广应用;2007年国务院提出《关于限制塑料生产销售使用塑料购物袋的通知》,所有商超等商品零售场所实行塑料袋有偿使用制度;2012年国家发改委提出《产业结构调整知道目录》,鼓励生物可降解塑料及其系列产品开发、生产与应用;2017年发改委等多部门提出《加强快递绿色包装标准化工作的指导意见》,提高可降解绿色包装材料的应用比例;2021年发改委等多部门提出《“十四五”循环经济发展规划》提出塑料污染全链条治理专项行动,因地制宜,积极稳妥推广可降解塑料的发展,具体政策法规如下:

  我国新版限塑令分阶段规划目标为:2022年一次性塑料制品消费量明显减少;计划到2025年塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节的管理制度基本建立,塑料污染得到有效控制。

  可降解塑料指的是一类塑料制品的各项性能可满足使用要求,在保存期内性能不变,而使用后可在特定情境或者自然环境条件下能完全降解成对环境无害的物质。

  可降解塑料按降解方式可以分为生物降解塑料、光降解塑料、光/生物降解塑料和水降解塑料。

  生物降解塑料,基料即可生物降解,用堆肥降解效率高,可以完全降解但是生产成本高。

  光降解塑料,基料也是传统单体,里面加入了光敏剂,在光照条件下 由光降解调节剂控制降解,受环境条件影响比较大。

  水降解塑料,基料是传统单体,加入了淀粉等添加剂,可以在一般环境中进行降解,但是降解效率低,不能完全降解,难以回收利用。

  生物基塑料,是指以淀粉等天然物质为基础在微生物作用下生成的塑料。具有可再生性,因此十分环保。

  石油基塑料,种类繁多,数量巨大,制作简单,应用广泛,但微生物降解效率非常缓慢。

  而PBAT就是石油基生物降解塑料的一种,PBAT的全称是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯,英文简称 PBAT,是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物,属于热塑性生物降解塑料。呈现乳白色或浅黄色的颗粒状,原料来源广泛,从谷物中提取淀粉,发酵形成乳酸,聚合形成聚乳酸树脂,然后加工成型成为塑料制品,废弃后通过堆肥进行生物分解,分解成水和二氧化碳,植物经过光合作用幼苗生长,循环往复。PBAT是脂肪族和芳香族的共聚物,结合了脂肪族聚酯的优异降解性能和芳香族聚酯的良好力学性能,主要用于生产背心袋、平口塑料袋、穿绳塑料袋、宠物塑料袋、快递袋、奶茶包装等包装制品以及农用地膜。

  以乙二酸(AA)、对苯二甲酸(PTA)、丁二醇(BDO)为单体,按照一定比例聚合成聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯,工艺过程中重点在于严格控制反应的酯化方式、酯化时间、缩聚温度、稳定剂等。这些关键因素能直接影响合成过程,最终影响产品性能。

  为确保制备出良好的PBAT树脂,所需的最佳工艺条件为:共酯化反应方式,酯化时间为185 min,缩聚温度248~250 ℃,稳定剂添加量70 μg/g。

  PBAT的制备有三种酯化方式:共酯化、分酯化和串联酯化。制备流程图及主要工艺参数如下图1、图2、图3所示。

  目前PBAT 工艺路线分主要有一步法和二步法。中国主要是以一步法工艺路线为主,一步法工艺比较成熟,改进了生产诸多弊端,实现一步法完成增粘,生产过程平稳易控,聚合能耗降低,塑料产品质量稳定,低污染物排放,可为企业带来显著经济效益。

  PBAT作为性能良好的环保材料,可以降低石油资源消耗,缓解“白色污染”,对我国可持续发展具有重要意义。

  目前,PBAT 市场处于发展初期,潜在市场较大,产业化进程正在加速,预计在未来将具有广阔的发展前景。

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