信息详情
当前位置: 首页> 信息详情
干货来了-全生物降解PBAT合成工艺解析
专栏:行业新闻
发布日期:2021-11-30
阅读量:15384
作者:HAN LI
收藏:
PBAT制备工艺从酯化的方式来说,PBAT的制备有三种酯化方式:共酯化、分酯化和串联酯化。而两步法只需缩聚成熔指60-80的低分子量PBAT,再用扩链剂提高分子量,而扩链剂反应时间较缩聚要短,通常只需要3~4小时。

PBAT作为目前全世界产量最大、应用最广泛的全生物降解塑料,是怎么生产出来的?它的制备工艺有哪些,常用的是哪种?行业人士常说的一步法与两步法是怎么区分的,各自有什么优势?本文将对PBAT的生产工艺及各自特点进行详解。

什么是PBAT?


PBAT是一种脂肪族-芳香族共聚酯,全名为聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯,即英文Poly (butyleneadipate-co-terephthalate)的简写,即其化学结构式为:

图片

从化学结构式可知,PBAT酸丁二酯(BA)和对苯二甲酸丁二醇酯(BT)的共聚物具PBA(聚己二酸丁二醇酯)和PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)的特性,既有较好的力学性能,又有较高的延展性和断裂伸长率,还具有优良的生物降性。

PBAT具有良好的成膜性,可在各种用途中替代传统高密度聚乙烯薄膜材料,如购物袋、保鲜膜、地膜等。

PBAT可通过吹塑成型挤出成型注射成型进行加工,广泛应用于塑料薄膜包装、片材及发泡材料的生产。

PBAT制备工艺


从酯化的方式来说,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。
图片
图片
图片
市场上一般采用第1种和第2种,其中第2种酯化方法——分酯化较为主流第三种酯化方法少见使用。但这三种酯化方法,并不是区分一步法和两步法的标准。
从酯化后的步骤来说,PBAT的制备又可分为一步法和两步法。
一步法:
传统的五釜一步法,以意大利Novamont公司为代表,优点是相对简单,设备投入较低。
两步法:
两步法以德国巴斯夫为代表,与一步法的反应过程是一样的,区别在于缩聚的时间长短及后续是否通过扩链剂来提高分子量。一步法是直接缩聚成高分子量的PBAT,两步法则是先缩聚成低分子量的PBAT树脂,再加入扩链剂,最终制成高分子量的PBAT,因此两步法在缩聚步骤所需时间更短。

一步法VS两步法


相对于一步法,两步法的优势明显:
1、两步法制备的PBAT物理性能更好,抗老化性能明显增强。
2、一步法需要缩聚成分子量10万以上、熔指3-5的高分子量PBAT,需要反应较长的时间,通常需要6~7小时。
而两步法只需缩聚成熔指60-80的低分子量PBAT,再用扩链剂提高分子量,而扩链剂反应时间较缩聚要短,通常只需要3~4小时。

两步法的反应时间总体比一步法短,也因此同样大小的反应釜,两步法的产能要比一步法高。

两步法的特点:

1、设备需要从国外进口,因此设备投入会比一步法要高一些
2、扩链过程中存在技术难点:扩链剂与PBAT的分散性问题不好解决,如果扩链剂分散不均匀,会出现部分PBAT熔指高,部分熔指低的情况。



3、巴斯夫的两步法自带扩链剂,可以降低PBAT改性成本。这主要是因为,巴斯夫的扩链剂可以多次使用,且活性几乎不会损失,这一点与其他的一次性扩链剂不同。
上一页:GB/T 41010-2021 《生物降解塑料与制品降解性能及标识要求》解析
下一页:聚丙烯(PP)生产的生命周期评价及与生物基材料聚乳酸(PLA)的比较