全生物降解塑料PBAT的生产工艺介绍

随着限塑令的推出和绿色消费市场的扩大，PBAT作为环保材料具有较好的发展前景。目前市面上很多全生物降解购物袋的材料都是采用的PBAT，这让人们对PBAT的印象深刻，那么PBAT是如何生产出来的呢？本文给大家介绍一下PBAT的生产工艺，不足之处欢迎指正。

PBAT介绍

PBAT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， 通过直接酯化或酯交换法而制得。

PBAT的制备工艺

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。

PBAT生产工艺

工 艺 一

扬州普立特科技发展有限公司成功开发出一种全连续PBAT的生产工艺，其流程图如下图所示。

2020年5月，普立特工程研发中心与工程部共同实施的PBAT合成新工艺获得验证。

PBAT 成品(2020.05.26)-POLYTEX技术

工 艺 二

惠通公司与国内知名科研机构共同开发，结合PBAT的特点，成功开发出直接连续酯化法生产工艺，流程简图如下：

其操作特点如下：

‍‍‍‍‍‍(1)为了减少BDO的副反应发生，减少THF的生成，降低原料消耗，整个酯化反应在真空条件下进行，降低了酯化反应温度；同时也降低了能耗。

(2)由于原料的活性较低问题，采用了高性能催化剂；由于此催化剂的易水解失活的特性，由原来传统催化剂液面以上的加入方式，改为液面下加入，解决了以上问题。

(3)在缩聚过程中，生成的低聚物易随真空气相管道带人到喷淋系统中，造成系统堵塞。为此在气相管道上设置旋风分离收集系统，将生成的低聚物通过旋风分离器收集捕捉，其尾气进入BDO喷淋循环系统。

(4)酯化反应过程中，虽然可以降低副反应发生的程度，但是不能够避免其发生；酯化废水的主要成分是THF及水。由于THF属于低毒性，但是其高浓度易对人体产生危害，如果直接排放至污水处理，将会对污水处理系统内的细菌产生危害。为此设置了THF回收装置，将THF与水进行分离处理，经过回收装置处理后的，其THF的质量分数可达到99.95％以上，直接销售；其废水中的THF质量分数控制在0.05％左右；同时将此部分废水送至废水汽提塔进行汽提，将其中THF及其他有机物提取出来，通过管道送至燃气锅炉燃烧。

(5)由于PBAT玻璃化温度较低，如采用传统水下拉条切粒，易造成黏结、缠刀，导致生产不稳。为此专门用水下模头切粒的方式，可通过水下输送管道的长短和切粒水的温度，来控制切片粒子的成型和结晶程度；同时由于PBAT易降解的特性，生产的切片粒子输送至干燥塔进行干燥，然后冲氮气进行保护，包装。

(6)针对PBAT的特性，分子链增长难、黏度高、流动性差等特点，惠通公司采用惠通独家专利技术的立式液相增黏釜，可使物料的动力黏度由目前350Pa·S增加到1000Pa·S以上，分子链随之增长；同时由于黏度很高，需采用螺杆出料的方式，来保证生产的稳定性。

(7)由于在生产PBAT过程中，有THF蒸气产生，为此在缩聚装置内局部地区设置了轴流风机加强装置通风能力，同时还设置可燃有害气体检测和报警装置，现场设计个人防护面具和呼吸器等安全装备；THF回收装置采取全敞开式混凝土框架结构，使有害气体不易积聚。‍‍‍‍‍‍

文章参考资料：

1.庞道双,潘小虎,李乃祥,戴钧明.PBAT合成工艺研究[J].合成技术及应用,2019,34(02):35-39.

2.王有超.新型生物降解材料—PBAT的连续生产工艺[J].聚酯工业,2016,29(01):28-29.

在环保政策的驱动下，PLA、PBAT、PHA、PCL、PBS等生物降解塑料，在一次性餐具、包装、农业、汽车、医疗、纺织等领域的应用正迎来市场发展新机遇。生物降解塑料的改性材料，以及相关助剂，如扩链接，抗水解剂，增韧剂，成核剂，抗菌剂也会有新一轮的创新。

此外，对现有通用塑料如LDPE薄膜、PP注塑制品的替代，由于生物降解材料本身的特性，对片材，注塑，薄膜，吹塑，热成型设备有不同的要求，也会有更新换代的机会。

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