中國粉體網(wǎng)訊 PBAT是一種芳香族脂肪族共聚酯,由1,4-丁二醇與己二酸和對苯二甲酸共聚合(縮合反應(yīng))而成。由于其具有低密度、良好的抗拉性、抗沖擊性和隔水性等優(yōu)良性能,因此在農(nóng)業(yè)地膜、包裝、衛(wèi)生醫(yī)藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
業(yè)內(nèi)人士表示,PBAT目前仍是世界公認(rèn)的綜合性能最好的全生物可降解材料,是生物降解塑料用途最廣泛的品種。
又一公司產(chǎn)出PBAT優(yōu)等品
5月5日,宇新股份(002986)發(fā)布關(guān)于控股子公司年產(chǎn)6萬噸全生物降解塑料PBAT項(xiàng)目產(chǎn)出合格產(chǎn)品的公告。據(jù)悉,該項(xiàng)目已于2023年3月13日取得《危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目試生產(chǎn)(使用)方案備案回執(zhí)》,進(jìn)入試生產(chǎn)階段后,經(jīng)過對裝置相關(guān)設(shè)備的安裝和調(diào)試、技術(shù)工藝參數(shù)的優(yōu)化和調(diào)整,現(xiàn)已產(chǎn)出各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。
據(jù)粉體網(wǎng)編輯了解,該項(xiàng)目采用直接酯化法(酯化—聚合工藝)進(jìn)行樹脂生產(chǎn),酯化及縮聚轉(zhuǎn)化率約為99%,工藝水平十分先進(jìn)。
PBAT直接酯化法生產(chǎn)流程
據(jù)介紹,該項(xiàng)目的順利投產(chǎn)是宇新股份邁向可降解塑料領(lǐng)域的第一步,為其進(jìn)入該領(lǐng)域打下了良好的基礎(chǔ),未來宇新股份將著力于產(chǎn)品改性及可降解塑料新產(chǎn)品的研發(fā),生產(chǎn)比現(xiàn)有產(chǎn)品質(zhì)量更好、價(jià)格接近普通塑料的可降解塑料產(chǎn)品,助力于可降解塑料產(chǎn)品的推廣和應(yīng)用。
國內(nèi)PBAT生產(chǎn)情況
國外最大的PBAT供應(yīng)商是德國BASF和意大利Novamont,分別擁有7.4萬噸和10萬噸的產(chǎn)能。中國的新疆藍(lán)山屯河和金發(fā)科技公司的技術(shù)也較為成熟,分別擁有12萬噸和18萬噸的產(chǎn)能。此外,長鴻高科12萬噸生產(chǎn)線于2022年9月正式投產(chǎn),東華天業(yè)10萬噸生產(chǎn)線于2022年6月試車成功。
國內(nèi)已投產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能一覽表 單位:萬t/年
國內(nèi)PBAT發(fā)展迅速,特別是自“禁塑令”頒布后,各企業(yè)紛紛布局可降解材料。公開信息顯示,截至2022年9月,國內(nèi)產(chǎn)能約100萬噸,擬擴(kuò)建產(chǎn)能約1468萬噸,其中在建產(chǎn)能約802萬噸。隨著“禁塑令”的實(shí)施,PBAT的產(chǎn)能將迎來“井噴式”增長。
國內(nèi)PBAT新建企業(yè)產(chǎn)能一覽表 單位:萬t/年
國內(nèi)PBAT新建企業(yè)產(chǎn)能一覽表 續(xù)表
根據(jù)已公布的產(chǎn)能規(guī)劃,預(yù)計(jì)到2025年產(chǎn)能將擴(kuò)大到1000萬噸以上。從PBAT在塑料袋、快遞包裝、一次性餐具、農(nóng)用地膜、紡織纖維五大應(yīng)用領(lǐng)域的滲透率及占比來看,預(yù)計(jì)到2025年需求量約450萬噸,產(chǎn)能的利用率不足50%。
降解PBAT的角質(zhì)酶TfCut被發(fā)現(xiàn)
近日,湖北大學(xué)教授郭瑞庭團(tuán)隊(duì)和武漢大學(xué)教授劉映樂,利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)和酶學(xué)技術(shù),發(fā)現(xiàn)角質(zhì)酶可以高效降解多聚物PBAT,同時(shí)闡明了相關(guān)催化機(jī)制。該研究近日發(fā)表于《自然-通訊》。
論文通訊作者郭瑞庭表示,一直以來,生物酶法綠色降解塑料是塑料污染問題的最佳方案。然而,PBAT塑料具有規(guī)則的晶體狀分子結(jié)構(gòu),聚合物纖維排列非常緊密,尋找能夠“咀嚼”PBAT的降解酶非常困難。
為了解決上述難題,郭瑞庭團(tuán)隊(duì)通過大規(guī)模篩選,終于發(fā)現(xiàn)一種用于降解PBAT地膜塑料的角質(zhì)酶TfCut。這種酶可以在兩天內(nèi)將PBAT地膜快速分解成大碎片、小顆粒,直至完全消失。
研究人員進(jìn)一步對PBAT降解過程中間物進(jìn)行分離和鑒定,他們主要發(fā)現(xiàn)了3種中間產(chǎn)物——BTa、ABTa和TaBTa(Ta=TPA),以及終產(chǎn)物TPA。觀察這4種中間產(chǎn)物的變化發(fā)現(xiàn),ABTa和TaBTa會在8小時(shí)左右達(dá)到最高值,然后逐漸下降直至消失。48小時(shí)后,反應(yīng)產(chǎn)物主要是TPA和BTa。
“PBAT降解產(chǎn)物有多種可能,但是角質(zhì)酶TfCut降解PBAT過程中卻只出現(xiàn)了這4種產(chǎn)物且都是以TPA為末端,因此我們推測TfCut角質(zhì)酶降解PBAT可能存在一種獨(dú)特機(jī)制!闭撐耐ㄓ嵶髡、湖北大學(xué)教授陳純琪說。
值得注意的是,TPA本身作為合成PBAT的原料之一,來自原油。受供需關(guān)系影響,近年原油價(jià)格持續(xù)走高,PBAT生產(chǎn)成本大幅上漲,產(chǎn)業(yè)鏈條下游波動較大,造成不確定性增加。論文通訊作者劉映樂說,如果可以將PBAT降解產(chǎn)物歸攏到TPA上,重新回收并用于合成PBAT或其他多聚物,就可以實(shí)現(xiàn)PBAT循環(huán)利用,大大減少原油消耗,這具有良好的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
結(jié)語
相信在未來幾年內(nèi),隨著工藝方法的深入研究,有望發(fā)展得到一系列綜合性能比較優(yōu)良、制造成本低的新型PBAT制品,逐漸取代一些傳統(tǒng)塑料的使用,助力經(jīng)濟(jì)可持續(xù)健康發(fā)展。
參考來源:
鄧海英,等:生物降解材料PBAT的發(fā)展現(xiàn)狀,廣東中湛融合科技研究有限公司
宇新股份、中國科學(xué)報(bào)等
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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