0 前言

    聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是一种具有发展前途的共聚酯产品，具有良好的薄膜性能，优异的柔韧性和生物降解性能，其热稳定性能好和力学性能优良。可以进行注塑、挤塑、吹塑等多种加工形式，广泛用于片材、地膜、包装、发泡以及其他地方。尤其是在目前环境污染严重的前提下，白色塑料垃圾以及农业用地膜不可降解，造成了土壤的使用性能严重下降，使用可降解的塑料已经成为以后的发展趋势。

    PBAT可由己二酸(AA)、对苯二甲酸(PTA)和1，4丁二醇(BDO)，在催化剂的作用下直接酯化后熔融缩聚而成。直接酯化法工艺合理、流程短、生产效率高、投资少、产品品质稳定。原料消耗及能量消耗低，生产过程中BDO能够直接回用，减少对环境的污染。

    目前国外生产的生物降解塑料主要采用的是二步法，即通过引入扩链剂，增加分子质量。而扩链剂的引入将会对产品的品质产生影响，尤其是在食品领域的安全性能有影响。惠通公司通过与国内知名科研机构合作，成功开发出直接连续酯化熔融缩聚工艺技术，不使用扩链剂，并且成功实现工业化生产，产品品质优良。

1 工艺特点

    在连续直接酯化生产工艺过程中，AA、PTA与BDO按照一定的比例，配置成浆料，经过酯化、预缩聚、终缩聚和增黏釜等过程，生产出PBAT。其工艺特点如下：

    (1)整个生产过程中，需要采用高效催化剂；

    (2)PBAT缩聚反应过程中会发生副反应，主要是由于BDO醚化生成四氢呋喃(THF)；

    (3)PBAT的玻璃化温度较低，气温较高时，容易结块，降解。必须在包装之前进行干燥，然后采用惰性气体包装。

    (4)PBAT在缩聚生产过程容易产生低聚物，此低聚物易随真空管道被带入到喷淋系统，造成喷淋系统真空管道堵塞；必须及时将低聚物去除，保持生产平稳。

2 生产工艺

    惠通公司与国内知名科研机构共同开发，结合PBAT的特点，成功开发出直接连续酯化法生产工艺，其流程简图如图1所示。

图1 PBAT连续生产工艺流程简图

    其操作特点如下：

    (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。

    (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。

    (4)酯化反应过程中，虽然可以降低副反应发生的程度，但是不能够避免其发生；酯化废水的主要成分是THF及水。由于THF属于低毒性，但是其高浓度易对人体产生危害，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。为此设置了THF回收装置，将THF与水进行分离处理，经过回收装置处理后的，其THF的质量分数可达到99.95％以上，直接销售；其废水中的THF质量分数控制在0.05％左右；同时将此部分废水送至废水汽提塔进行汽提，将其中THF及其他有机物提取出来，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。为此专门用水下模头切粒的方式，可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，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350Pa·S增加到1000Pa·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蒸气产生，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。

3 结语

    目前PBAT连续直接酯化缩聚生产工艺已经成功用于工业化生产，产品品质优良。该项技术成功开发具有重大意义：

    (1)针对PBAT的特性，采用惠通独家专有液相增黏技术，解决熔体增黏的难题，同时此技术也可推广至其他高分子聚合工艺；

    (2)针对PBAT的工艺生产的特点，特别设计了低聚物收集捕捉系统，解决了真空管道堵塞问题，保证了生产的稳定；

    (3)由于PBAT生物降解特性，其应用于日常生活，将大大降低“塑料”对环境的污染，可实现土地连续性使用问题。