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PBAT、PBS、PGA和PCL石油基可降解塑料大全!

发布时间:2022-03-30  浏览次数:

“禁塑令”带来的巨大市场空间,带动了可降解塑料火遍朋友圈。其中石油基可降解塑料种类相信大家并不陌生,包括PBAT、PBS、PBSA、PGA和PCL。

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PBAT


作为石油基可降解塑料的顶流,PBAT无论是在自身性能还是在产能上都无可挑剔。所以它才能在禁塑令开展以来迅速火爆全场。


性能


PBAT是典型的生物可降解塑料,由丁二醇和对苯二甲酸单体组成的刚性对苯二甲酸丁二醇酯链段(BT链段),而柔韧的己二酸丁二醇酯部分(BA 部分)则是由 1,4-丁二醇和己二酸单体组成,因此其既具有脂肪族聚酯良好的生物可降解性和柔韧性,也具有芳香族聚酯的良好力学性能、冲击性能和耐热性。


PBAT既有良好的延展性、断裂伸长率、耐热性和抗冲击性能,又具有优良的生物降解性。成膜性能良好,通常与PLA树脂等共混改性制成终端产品,可用于塑料包装薄膜、农用地膜、一次性用具等。


研究时长


PBAT采用酯化-缩聚反应来进行工业化制备,随着2010年中科院理化所在制备PBAT技术方面取得突破,国内具有自主技术的生产装置项目不断增多,其生产成本有望进一步降低。


               

产能


截止目前,国内PBAT产能已达到22万吨/年,相对其他可降解塑料品种,占据绝对的产能优势地位。

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PBS


作为出厂配置最高的厂牌,PBS真的很有牌面。它是目前降解塑料中加工性能最好的。而且,我们国家也非常重视对PBS的研究。


性能


聚丁二酸丁二醇酯(PBS )是以脂肪族丁二酸、丁二醇为原料制备的新一代全生物可降解材料,可通过石油制取,也可通过生物发酵来制备。PBS 降解性能优异,具有良好的生物相容性和耐热性能,其加工性能是目前降解塑料中最好的,几乎可在现有通用塑料加工设备上进行各类成型加工,同时可以将大量碳酸钙、淀粉等廉价填料与 PBS共混,以降低成本。其在包餐饮用材、发泡包材、日用品瓶、农用薄膜、农药及化肥缓释材料等领域有广泛应用。


研究时长


由于我国丁二酸原料有限,PBS 本身产量不高,其衍生物 PBAT 和 PBSA 应用较多。PBAT、PBSA 与 PBS 主要性能相当,但加工性能不及 PBS。中国 PBS 研究和产业化起步较晚,但发展速度较快。


PBS产业化项目于2002年列入中科院创新工程项目,并得到国家重视。


产能


国内 PBS 生产规模较大的企业有安徽安庆和兴化公司、杭州鑫富药业、江苏邗江佳美高分子材料、山东汇盈新材料等。

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PCL


性能


聚己内酯(PCL),由ε-己内酯在金属有机化合物(如四苯基锡)做催化剂、二羟基或三羟基做引发剂条件下开环聚合而成,属于聚合型聚酯。PCL 为分子量较低的无色结晶固体,熔融温度为 63℃,热稳定性、水解稳定性和低温特性优良,可与组织体的细胞和多种常用聚合物良好相容。在土壤环境中,经过 6-12 月可完全分解成 CO2 和 H2O。


制备路径


PCL 的单体ε-己内酯目前有三条主要制备路径:过氧酸氧化工艺、6-羟基己酸酯环化工艺和催化氧化工艺,各有缺点。


受到生产效率和规模的制约,PCL 价格仍高于普通塑料高 2-8 倍,当前仍以高附加值的包装材料和医用材料为其主要应用方向。


产能


国外的ε-己内酯生产企业主要有柏斯托、巴斯夫、大赛璐、美国Union carbide corporation(UCC)及国内的巴陵石化等公司。我国聚己内酯(PCL)主要从瑞典 Perstorp、UCC 和日本大赛璐进口。


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PGA


性能


聚乙醇酸(PGA) ,又称聚羟基乙酸,是一种单元碳数最少、具有可完全分解的酯结构、降解速度最快的脂肪族聚酯类高分子材料。聚乙醇酸最初的原料是乙醇酸,广泛存在于自然界,但因其分离提纯难度大,目前工业上都是通过有机合成的方法制备。


PGA产品具有良好的气体阻隔性、生物相容性和可降解性,但是目前国内技术不成熟,以国外进口为主,量少价贵,可用于药物缓释材料、组织工程材料、手术缝合线等高附加值的医用领域。


制备路线


国际上主要通过乙醇酸、乙醇酸酯、乙交酯等原料在催化剂作用下缩聚生成 PGA,主流的工艺路线为先由乙醇酸制备乙交酯、再将乙交酯开环聚合;另一种被报道的方法是熔融/固相缩聚法,即先在熔融状态下制备低聚物,再将低聚物打碎后进行固相缩聚,可用这种方法来制备高相对分子质量的PGA。

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