史上最全PBAT生产工艺介绍!

史上最全PBAT⽣产⼯艺介绍!
PBAT 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:
从其化学结构式可知:PBAT 是⼰⼆酸丁⼆醇酯和对苯⼆甲酸丁⼆醇酯的共聚物。兼具 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解性,是⼀种全⽣物可降解塑料
⽣物可降解塑料是在⼟壤、沙⼟等⾃然条件下,与微⽣物渊(如细菌/霉菌/藻类等)作⽤降解成⼆氧化碳、⽔等⼩分⼦或低分⼦化合物的塑料。
降解塑料主要分为光降解塑料、⽣物降解塑料尧、光⽣物降解塑料。光降解塑料需要充⾜的光照才能降解,给⽣产带来了很⼤局限性,所以光降解塑料的推⼴并不好。
⽣物降解塑料品种已经有⼏⼗种,可批量⽣产和⼯业化⽣产的品种主要有:微⽣物发酵合成的聚羟基脂肪酸酯,化学合成的聚乳酸(PLA)、聚⼰内酯、⼆元醇⼆羧酸脂肪族聚酯(PBS)、脂肪族/芳⾹族共聚酯、CO2/环氧化合物共聚物(APC)、聚⼄烯醇(PVA)等、天然⾼分⼦淀粉基塑料及其⽣物降解塑料共混物、塑料合⾦等。
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耐老化测试PBAT的制备⽅法
以⼰⼆酸 (AA)、对苯⼆甲酸 (PTA)、丁⼆醇(BDO)为单体,按照⼀定⽐例合成聚⼰⼆酸/对苯⼆甲酸丁⼆醇酯,⼯艺过程中重点在于严格控制反应酯化⽅式、酯化时间、缩聚温度、稳定剂等。
这些关键因素能够直接影响合成过程,最终影响产品的性能。为确保制备出良好的 PBAT 树脂,所需的最佳⼯艺条件为:共酯化反应⽅式,酯化时间为 185min,缩聚温度 248~250℃。
02
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。
03
PBAT操作特点
(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。
玻璃压延机(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。
口吃矫正器(4)酯化反应过程中,虽然可以降低副反应发⽣的程度,但在酯化反应中还是不可避免的有THF 和⽔。由于 THF 属于低毒性,但是其⾼浓度易对⼈体危害很⼤,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。屏蔽玻璃
为解决这⼀问题,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,其 THF 的质量分数可达
为解决这⼀问题,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,其 THF 的质量分数可达到 99.95%以上,可⽤于直接销售。废⽔中 THF 的质量分数控制在 0.05%左右,将废⽔送⾄汽提塔进⾏汽提,提取出其中的 THF 及其他有机物,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,采⽤⽔下模头切粒的⽅式,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和包装。
(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 350 Pa·S 增加到 1000 Pa·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 蒸汽产⽣,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。
04
PBAT的发展现状和应⽤前景塑料袋泳衣
PBAT 作为性能良好的环保材料,可以降低⽯油资源消耗,缓解“⽩⾊污染”,对我国可持续发展具有重要意义。
⽬前全球 PBAT 市场需求旺盛,由于 PBAT 价格较⾼,⽽我国具备良好的原料⽣产条件。PBAT 产品主要⽤于出⼝,⾏业集中度⾼,潜在市场⼤,产业化前景好。
国内对 PBAT 材料进⾏研究的有中科院理化技术研究所、中科院化学研究所、蓝⼭屯河公司、清华⼤学、江南⼤学等。其中⾦发科技每年产能为 6 万吨、⾦晖兆隆每年产能为 2.5 万吨、亿帆鑫富每年产能为 1.2 万吨、蓝⼭屯河每年产能为13万吨。

本文发布于:2024-09-22 22:29:09,感谢您对本站的认可!

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