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
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。
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