聚对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇酯(PBAT)生物降解膜的制备及性质研究
211018589_石油基全生物降解塑料PBAT_合成技术及控制探究
第52卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 3 2023年3月 Liaoning Chemical Industry March，2023石油基全生物降解塑料PBAT合成技术及控制探究于凯，韩小旭，左华龙（慧泵（辽宁）科技有限公司，辽宁 营口 115007）摘 要： 以精对苯二甲酸（PTA）、1,6-己二酸（AA）、1,4-丁二醇（BDO）为主要原料，合成了聚石油基全生物降解改性塑料PBAT，通过PBAT合成的反应机理过程分析和制备工艺进行剖析，选取出分酯化反应和热熔融缩聚酯交换工艺流程，重点考察了分酯化工序中的酯化温度、酯化时间，缩聚工序过程中的缩聚温度，PBAT切粒干燥工艺的温度等控制要点；确定了制备出最优良的PBAT树脂的几个具体制备工艺条件：分酯化方式，AA/BDO分酯化温度140～180 ℃，分酯化总需时间约135 min；PTA/BDO分酯化温度194～220 ℃，分酯化时间约150 min；第二级串联酯化温度194～220 ℃，串联酯化时间约25～30 min；缩聚温度245～248 ℃，缩聚时间100 min[1]。
关 键 词：全生物降解塑料；酯化；缩聚；干燥中图分类号：TQ320.6 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）03-0349-05传统的塑料是20世纪初的一件重大科学发明，在社会生活环境中已随处可见。
众所周知，塑料的合成主要在高温条件下经过聚合形成高分子材料，传统塑料具有不可降解的特征。
不可降解的废弃塑料给土壤生态环境带来一定的危害，会引起土壤污染，造成土壤结构的破坏。
而当前随着人们环保意识逐步的增强，人们更愿意为有效保护资源环境而合理使用各类可被降解的新型高分子材料，欧洲、欧盟、北美等许多发达国家和地区均相继先后出台有关政策，通过强制禁用、限用等严格措施逐步限制不可降解功能材料制品的使用，大力推动发展绿色生物可降解环保新型功能材料，以实现保护自然生态环境、土壤结构的目的。
(完整版)聚己二酸对苯二甲酸丁二酯的合成与表征
聚己二酸 / 对苯二甲酸丁二酯的合成与表征聚己二酸 / 对苯二甲酸丁二酯（PBAT）拥有优秀的降解性能与机械性能, 在一段时间内最后可转变为二氧化碳与水。
在生物可降解薄膜、一次性包装资料和医用资料领域拥有很好的应用远景。
本文以对苯二甲酸（ PTA）、己二酸（ AA）、1,4- 丁二醇（ BDO）为原料 , 以摩尔比 n（BDO）:n （PTA+AA）=1.4;n （PTA）:n （AA）=1 经过直接熔融聚合法制备PBAT。
经过调理反响条件制备高分子量的PBAT,并初次经过使用亚磷酸三苯酯（ TPPi）在不改变其链构造的条件下进行扩链。
并分别对 PBAT的化学构造、端羧基含量、特征粘度、分子量及其散布、分子链构造、热性能、晶体构造、力学性能、熔体流动速率和亲水性进行研究。
研究缩聚温度对 PBAT的影响。
结果表示 , 成功制备出拥有亲水性且分子量散布较窄的PBAT。
跟着聚合温度的高升 ,PBAT的端羧基含量先降低后增添; 特征粘度 , 重均分子量（ M<sub>w</sub>）, 断裂伸长率和拉伸强度先增添后减小。
在缩聚温度 260℃时 ,PBAT 重均分子量高达 21.69 ×10<sup>4</sup> g/mol,断裂伸长率与拉伸强度分别为1420.51%和 26.70MPa。
进而确立 260℃为最正确的缩聚温度。
研究了催化剂种类和热稳固剂对PBAT的影响。
结果表示 , 钛酸四正丁酯（TBOT）与三氧化二锑（ Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>）组成的复合催化剂制备的 PBAT的分子量、色彩和力学性能方面不单优于单调的 TBOT催化剂的同时还优于TBOT/酸楚亚锡（Sn（Oct）<sub>2</sub>）复合催化剂, 磷酸三苯酯（TPP）有效克制了 PBAT热降解的进行。
聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)合成工艺技术研究进展与应用展望
2021年第6期广东化工第48卷总第440期 · 47 ·聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)合成工艺技术研究进展与应用展望欧阳春平1*，卢昌利1，郭志龙1，王超军1，姚逸1，熊凯1，张尔杰1，焦建2，曾祥斌1(1．珠海万通化工有限公司，广东珠海519050；2．金发科技股份有限公司企业技术中心，广东广州510520) [摘要]介绍了目前国内外完全生物降解共聚酯聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)的生产现状、合成工艺技术及应用开发，主要介绍了三种不同酯化工艺合成PBAT的工艺技术流程，并对PBAT的应用与前景进行了展望。
[关键词]PBAT；完全生物降解；合成；应用[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2021)06-0047-02Prospection about Application and Research Progress of Synthesis Technology of Poly (butyleneadipate-co-terephthalate) (PBAT)Ouyang Chunping1*, Lu Changli1, Guo Zhilong1, Wang Chaojun1, Yao Yi1, Xiong Kai1, Zhang Erjie1, Jiao Jian2, Zeng Xiangbin1(1. Zhuhai Wango Chemical Co., Ltd., Zhuhai 519050；2. National-certified Enterprise Technology Center, Kingfa Science and Technology Co., Ltd., Guangzhou 510520, China)Abstract: In the paper, the production status, synthesis technology and application development of Poly (butyleneadipate-co-terephthalate) (PBAT) at home and abroad were introduced. More important, the technical progress of PBAT synthesis using the three different esterification process was introduced, and the industrial prospect of PBAT was prospected.Keywords: PBAT；biodegradation；synthesis；application通用塑料的大量使用在给人类的生产生活带来极大便利的同时，也造成了严重的危害：一方面，通用塑料的制造对石油资源的高度依赖造成了石油资源的日益短缺；另一方面，其制造过程产生大量废气，导致空气中二氧化碳等温室气体的含量剧增，进而引发了温室效应；更为严重的是，通用塑料的废弃物在自然界的长期残留对人类赖以生存的自然环境造成了严重的污染。
生物降解TPS
- 62 -工 业 技 术随着人们环境保护意识的不断增强，不可降解一次性塑料制品的使用将逐渐被限制。
生物可降解材料作为解决“白色污染”问题的有效途径之一，得到广泛的关注[1]。
由于热塑性淀粉（TPS）的机械性质尚有缺陷，因此其用途并不普遍[2]。
生产中利用其他生物可降解高分子材料与其进行共混来完成材料之间的优势互补，例如PBAT、PLA、PBS、PCL 和PGA [3]。
其中PBAT 除了具有生物降解性外，还具有良好的物理性能，可作为垃圾袋、食品容器等包装薄膜。
GARALDE 等将TPS 与PBAT 以不同的质量比共混，TPS ∶PBAT 质量比的增加可以改善TPS 在PBAT 基体中的分散，但会降低TPS/PBAT 共混物薄膜的拉伸强度、模量和柔韧性。
胡晨曦等[4]以熔融共混法制备了PBAT/PLA/Talc 复合材料，认为Talc 可改善PBAT、PLA 的界面相容性，对复合材料熔体流动具有较大影响。
目前可生物降解的淀粉复合材料应用的主要难题在于成本较高且力学性能较低。
该文以TPS 与PBAT、Talc 进行共混，制备得到一系列复合材料，研究不同组分含量薄膜的力学性能的影响。
并通过湿热老化研究薄膜的耐老化性能，最后与商业产品进行对比，以改善聚合物的力学性能，降低产品成本，扩展其应用范围。
1 试验部分1.1 主要原料PBAT，KHB21AP11，康辉新材料科技有限公司；TPS，山东寿光巨能金玉米开发有限公司；Talc，粒径2000目，广西龙胜华美滑石开发有限公司。
1.2 仪器与设备双螺杆挤出机：KY-35型，长径比50，南京科亚化工成套装备有限公司；单层吹膜机：45-700型，大连龙尧塑料机械有限公司；熔体流动速率（MFR）仪：MFI-2322S 型，承德市金建检测仪器有限公司；注射成型机，EM80-V，震雄机械（深圳）；微机控制万能试验机，WDT-1U，深圳凯强利机械；高低温恒温恒湿箱，LRHS-504-LH，上海林频仪器。
生物可降解PBAT_的合成方法与结构特性及降解机理
有机金属化合物作为缩聚催化剂的条件下进行酯
是在催化剂作用下,经体系内酯化或酯交换反应
化,然后在高温、高真空条件下经缩聚反应制得
PBA 进行酯交换。 该方法的优点是制备得到的
工艺流程短、生产效率高、化学反应时间短等优
得到 PBT 预聚体, 然后再通过熔融缩聚反应与
PBAT,其反应原理如图 1 所示 [7,10] 。 该方法具有
棉签) 、 生 物 医 学 领 域、 工 业 堆 肥 等 领 域。 2020
2030 年其市场规模将增长到 27 亿美元,年复合
增长率高达 8. 9% [8] 。
与不可降解聚合物材料相比,PBAT 在力学
性能、热性能、阻融性能及生产成本等方面的不足
解的聚合物。
生物可降解聚合物是一种绿色环保材料,对
是阻碍其应用的主要障碍。 目前主要通过添加低
聚合物相对分子质量分布较窄、中间产物少、反应
点,但存在反应体系复杂、产品相对分子质量难控
制、反应条件苛刻和副反应多等缺点 [11] 。
C
O ( CH2 ) 4
O
O
][ C
x
( CH2 ) 4
PBAT
O
O
O
OH
1,4- BDO
O
+
[
O
AA
O
HO
OH +
HO
中图分类号:TQ323. 4 文献标识码:A 文章编号:1001- 0041(2023)04- 0057- 06
与 传 统 金 属 相 比, 聚 合 物 材 料 如 聚 丙 烯
界中可实现完全生物降解,其降解终产物为无毒
可降解塑料及其微生物降解研究进展
Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2023, 13(3), 670-678 Published Online June 2023 in Hans. https:///journal/aep https:///10.12677/aep.2023.133083可降解塑料及其微生物降解研究进展吴佳云*，李茹欣*，陈恩祈，卢得雨，谢桂英，杜星辰，钟宇晴，邓博晖，成彩霞， 廖三阳子，黄金岚，黄玉杰#，曾 斌#深圳技术大学药学院，广东 深圳收稿日期：2023年5月19日；录用日期：2023年6月19日；发布日期：2023年6月28日摘要为了缓解塑料制品广泛使用造成的环境污染，人们逐渐使用可降解塑料代替传统塑料。
根据后期处理方式的差异，可降解塑料主要可分为四大类：光降解塑料、生物降解塑料、化学降解塑料、光/氧–生物复合降解塑料。
其中，生物降解塑料的应用最为广泛。
根据化学结构和性能上的不同，目前常用的可降解塑料主要可分为聚α-羟基酸类、二元酸二元醇共聚酯类、聚羟基烷酸酯类及淀粉基类。
本文我们综述了近年来国内外研究者针对以上四类生物降解塑料的降解条件及机理等相关研究进展，并整理了可降解生物塑料的主要微生物研究及种类等信息，有助于对可降解塑料的深入认识、新型可降解塑料的研制及优质降解方法的开发。
关键词塑料，可降解塑料，生物降解塑料，微生物降解Research Progress on Biodegradable Plastics and Their Microbial DegradationJiayun Wu *, Ruxin Li *, Enqi Chen, Deyu Lu, Guiying Xie, Xingchen Du, Yuqing Zhong, Bohui Deng, Caixia Cheng, Sanyangzi Liao, Jinlan Huang, Yujie Huang #, Bin Zeng #Pharmaceutical College of Shenzhen University of Technology, Shenzhen GuangdongReceived: May 19th , 2023; accepted: Jun. 19th , 2023; published: Jun. 28th , 2023AbstractIn order to alleviate the environmental pollution caused by the widespread use of plastic prod-*共同第一作者。
可生物降解塑料PBAT共混改性研究进展
工 程 塑 料 应 用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第49卷，第5期2021年5月V ol.49，No.5May 2021158doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2021.05.030可生物降解塑料PBAT 共混改性研究进展晏永祥，贺哲，张跃飞，李焰，申雄军(长沙理工大学化学与食品工程学院，长沙 410114)摘要：可生物降解塑料聚己二酸对苯二甲酸丁二酯（PBAT ）的改性是降低其成本、提高性能的重要方法。
主要综述了近十几年来国内外PBAT 的共混改性研究进展，主要包括聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸戊酯、聚乙醇酸、聚乙烯醇缩丁醛等可降解高分子与PBAT 共混改性，玉米淀粉、纤维素和木质素等有机填料与PBAT 共混改性，以及碳酸钙、蒙脱土等无机填料与PBAT 共混改性，并对其发展作出总结与展望，旨在为开发新型高效的PBAT 复合材料提供指导意义。
关键词：聚己二酸对苯二甲酸丁二酯；可降解高分子聚合物；填料；共混改性中图分类号：TQ321 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2021)05-0158-04Progress of Blending Modification of Biodegradable Plastic PBATYan Yongxiang ， He Zhe ， Zhang Yuefei ， Li Yan ， Shen Xiongjun(School of Chemistry and Food Engineering ， Changsha University of Science and Technology ， Changsha 410114， China)Abstract ：Modi fication of poly(butylene adipate terephthalate) (PBAT) is an important method for lowering the production cost and improving properties. The research progress of blending modi fication of PBAT in the past ten years, mainly including blend-ing with biodegradable polymers such as polylactic acid, poly(propylene carbonate), polybutylene succinate , polyhydroxybutyrate valerate, polyglycolic acid and polyvinyl butyral were mainly summarized, blending with organic fillers such as corn starch, cellulose and lignin, and blending with inorganic fillers such as calcium carbonate and montmorillonite were summarized. The prospects its development were also summarized . The objective is to provide guidance for the development of new and ef ficient PBAT composite materials.Keywords ：poly(butylene adipate terephthalate)；degradable high molecular polymer ；filler ；blending modi fication 近几年，由于市场对塑料的需求量飞速上升，而以石油原料合成的塑料无法自然降解，随处可见的白色塑料导致环境污染日益严重。
PBAT合成工艺研究
PBAT合成工艺研究PBAT是一种生物降解性的聚酯材料，具有良好的可降解性和生物相容性，在环保领域有着广泛的应用前景。
为了更好地了解PBAT的合成工艺和性能，本文将对PBAT的合成工艺进行深入研究，并探讨其在环保领域的应用前景。
一、PBAT的化学结构和性质PBAT的主要性质包括良好的可降解性、生物相容性、耐热性和机械性能等。
其中，PBAT的可降解性是其最大的特点之一，可以在自然环境中被微生物降解为CO2和水，不会对环境造成污染。
此外，PBAT还具有良好的生物相容性，可用于医疗器械、包装材料等领域。
二、PBAT的合成工艺1.原料准备：PBAT的合成原料主要包括1,4-丁二醇、对苯二甲酸、丁二酸和琥珀酸等。
其中，1,4-丁二醇和对苯二甲酸是PBAT合成的主要原料，丁二酸和琥珀酸可以用作增韧剂和稳定剂。
2.聚合反应：PBAT的合成过程主要是通过聚酯化反应将1,4-丁二醇和对苯二甲酸进行酯化反应。
在反应中，需要加入催化剂和溶剂，并控制反应的温度和压力，以促进反应的进行。
3.后处理：聚合反应结束后，需要对PBAT进行精炼和纯化，去除未反应的原料和催化剂等杂质。
最后，通过造粒或浇铸等工艺对PBAT进行成型，得到最终的产品。
三、PBAT的应用前景PBAT作为一种生物降解性材料，在环保领域有着广阔的应用前景。
其主要应用包括生物降解性包装材料、医疗器械、农用薄膜等。
由于PBAT具有良好的可降解性和生物相容性，可以替代传统的塑料制品，减少对环境的污染，符合可持续发展的要求。
除此之外，PBAT还可以与其他生物降解性材料如淀粉、PHA等复合使用，以提高材料的性能和降解性能。
未来，随着环保意识的增强和可降解材料市场的不断扩大，PBAT有望成为一种主流的环保材料，为解决环境污染问题做出重要贡献。
总而言之，PBAT作为一种生物降解性材料，具有良好的可降解性和生物相容性，在环保领域有着广泛的应用前景。
通过对PBAT的合成工艺进行深入研究，可以更好地掌握其生产技术，推动其在环保领域的应用和推广，为环境保护事业做出积极的贡献。
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聚对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇酯(PBAT)生物降解膜的
制备及性质研究
聚对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇酯(PBAT)是最近几年新兴起的生物可降解的合成高分子材料,具有良好的加工性能,但其成本偏高,无法满足市场的要求。
若想将其应用于生活领域,则需要针对它的结构和性能特点对其加工改性,本文研究了PBAT的两种共混体系:(1)PBAT和马来酸酐接枝的热塑性淀粉(MTPS)共混体系吹塑薄膜;(2)PBAT和聚亚丙基碳酸酯(PPC)共混体系吹塑薄膜。
论文的主要内容和结论如下:以马来酸酐(MA)作为增容剂和热塑性淀粉(TPS)通过反应共混挤出获得MTPS。
PBAT分别与TPS或MTPS通过反应挤出制备
PBAT/TPS和PBAT/MTPS膜。
红外光谱研究表明马来酸酐作为增容剂能够促进淀粉与PBAT发生酯交换反应。
差示扫描量热法测量表明,PBAT的玻璃化转变温度(Tg)随着MTPS含量增加而升高。
然而,PBAT的结晶度下降,这和广角X射线衍射分析一致。
此外,PBAT/MTPS 共混物熔体的弹性和粘性增加了,有利于挤出共混吹塑薄膜。
扫描电镜观察MTPS颗粒在PBAT基质中更好的分散,可能导致PBAT/MTPS有较高的拉伸强度和断裂伸长率。
与PBAT/TPS50/50膜相比,PBAT/MTPS膜的拉伸强度和断裂伸长率分别增加了6.2 MPa和281%。
最后,PBAT/MTPS膜的接触角测试表明,膜的疏水性有所降低。
通过挤出共混和吹膜技术制备PBAT/PPC可生物降解薄膜。
研究了PBAT/PPC膜的相容性、热行为、相形态、结晶尺寸、力学性能、阻隔性能和生物降解性能。
示差扫描量热结果显示,PPC的玻璃化转变温度(Tg)比
纯PPC增加了13 oC。
热失重测量结果表明,随PPC含量的增加PBAT/PPC混合物热稳定性降低。
广角X射线衍射分析证明,PBAT的结晶度和微晶尺寸降低。
从形态学观察分析,当PPC含量从10%增加到30%时,PPC均匀的分散在PBAT 基质中,当含量达到50%时,PBAT/PPC共混物形成双连续相。
由力学性质结果可知,PBAT/PPC膜的纵向和横向拉伸强度分别从28 MPa和25 MPa增加到41 MPa 和40 MPa;然而,断裂伸长率显著降低。
PBAT/PPC膜的氧气,氮气和二氧化碳的渗透系数连续降低。
土埋降解实验的扫描电镜图片和质量损失结果表明PBAT/PPC膜有生物降解行为。