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生物降解塑料PBS(聚丁二酸丁二醇酯)的介绍

伴随一系列支持政策的陆续出台落地,生物可降解塑料产业蓬勃发展,已有逐步取代传统(不可降解)塑料之势。可生物降解塑料大致有PLA、PBAT、PBS、PHA、PCL以及淀粉基共混物等等这几种,之前给大家介绍过在此就不再赘述。



根据欧洲生物塑料协会2019年全球生物塑料产能显示,在可生物降解塑料中,PBS产能是继PBAT之后的一种材料。


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2019年全球生物塑料的生产能力(框内为生物可降解塑料部分)

图|European Bioplastics




前期给大家介绍过PBAT,没有看到的小伙伴可查阅:一文读懂生物降解材料家族之PBAT(附视频)今天给大家介绍PBS(聚丁二酸丁二醇酯),如有不足之处欢迎加群指正交流。


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  1. PBS材料简介


PBS中文名聚丁二酸丁二醇酯,属于聚酯的一种, 以脂肪族丁二酸、丁二醇为主要生产原料,由于我国丁二酸原料有限,所以PBS 的衍生物 PBAT 和 PBSA 顺应而生。如后是PBS的结构式、各单体结构式以及各种聚酯的名称对比。

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1.PBS发展史


20世纪90年代,日本的昭和高分子公司首先采用异氰酸酯作为扩链剂,与二酸二醇经缩聚反应合成的低分子量聚酯反应,制备出高分子量的聚合物,PBS类聚酯才开始作为新型生物降解塑料引起了广泛的关注。


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2006 年,理化技术所完成 PBS 设计工艺包及专利技术。杭州鑫富药业股份有限公司、山东汇盈新材料科技有限公司和山西金晖兆隆新材料科技有限公司分别于 2008 年、2010 年和 2012 年实现 PBS 产业化,共建成 7.5 万吨/年的生产装置,总产量超过全球的 50%,相关产品均已通过世界各主要市场的认证。


2.PBS材料合成工艺


PBS的合成主要有三种方法,直接酯化法、酯交换法以及预聚体扩链法,如下是直接酯化法和酯交换法的反应过程,常用的是直接酯化法。



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直接酯化法

     图片酯交换法


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PBS生产制备流程


3.PBS材料的基本性能 


  • 密度1.26g/cm3
  • 熔点114℃
  • 断裂伸长率为300%左右
  • PBS结晶度在40%~60%左右
  • 热变形温度和制品使用温度可以超过100℃


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4.PBS材料的特性


如下是PBS和PBAT以及PLA的对比,PBS有着耐热性较好、柔软性较好、兼容性较好、可低温热封等优点,但PBS透明性能较差、撕裂强度不高。


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除上述特性外,PBS的加工性能非常好,可在通用加工设备上进行各类成型加工,是目前通用型降解塑料中加工性能最好的,现行树脂材料所用的几乎所有成型加工方法(吹塑成型、注射成型、挤压成型、片材成型、发泡成型、真空成型等)均可适用于PBS的加工。


  1. PBS的应用


PBS可以用做垃圾袋、包装袋、化妆品瓶、各种塑料卡片、婴儿尿布、农用材料及药物缓释载体基质等;还有其它涉及到环境保护的各种塑料制品,如土木绿化用网、膜等。可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域。


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PBS降解塑料制品 图源网络



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一次性餐具PBS降解塑料制品 图源网络


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三菱化学可在海洋中降解的PBS塑料袋


  1. PBS生产厂商概述


目前小编所了解到的PBS生产企业如下图所示,其中PTT MCC Biochem Company Limited是三菱化学与泰国PTT Global Chemical的合资企业,产品名为BioPBS™,目前PBS产能为2万吨/年,预计在2025年产能能达到4万吨/年。

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据了解,国内企业目前就蓝山屯河PBS有现货,蓝山屯河的PBS产能可达到12万吨/年,由于市场需求量不高,目前产能为3万吨/年;金发科技PBS有少量生产,根据客户需求来,预计明年会扩产;营口康辉石化年产3.3万吨/年的PBS项目在建,预计年底投产;金晖兆隆的PBS目前已经在终试阶段。


除以上企业外,内蒙古东源科技有限公司拟在乌海市经济开发区乌达工业园区建设年产20万吨PBS生物可降解聚酯项目。上述企业如有遗漏,欢迎相关知情人士加群补充。


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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。


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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。为此艾邦建有生物降解塑料微信交流群,金发、海正生物、吉林中粮、蓝山屯河、中石化、九江科院、光华伟业,禾尔斯、科碧恩等企业已加入,欢迎加入一起交流探讨!


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