完美的聚合物--平衡物理特性和環(huán)境性能的聚合物--并不存在，但聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）比許多聚合物更接近完美。
幾十年來，合成聚合物的生產(chǎn)商一直未能阻止他們的產(chǎn)品最終進(jìn)入垃圾填埋場和海洋，而他們現(xiàn)在正面臨著承擔(dān)責(zé)任的壓力。許多人正在加倍努力促進(jìn)回收，以避免被批評。其他公司正試圖通過投資可生物降解的生物基塑料，如聚乳酸（PLA）和聚羥基烷烴（PHA）來解決廢物問題，希望自然降解至少能減輕一些廢物。
但回收和生物聚合物都面臨著障礙。例如，盡管經(jīng)過多年的努力，美國的塑料回收率仍然不到10%。而生物基聚合物--通常是發(fā)酵的產(chǎn)物--要達(dá)到與它們要取代的成熟的合成聚合物相同的性能和生產(chǎn)規(guī)模，是很困難的。
PBAT結(jié)合了合成聚合物和生物基聚合物的一些有益屬性。它來自常見的石化產(chǎn)品--精對苯二甲酸（PTA）、丁二醇和己二酸，但它是可生物降解的。作為一種合成聚合物，它可以很容易地大規(guī)模生產(chǎn)，而且它具有制造柔性薄膜所需的物理特性，可以與傳統(tǒng)塑料的薄膜相媲美。
人們對PBAT的興趣正在上升。像德國的巴斯夫和意大利的Novamont這樣的老牌生產(chǎn)商，在經(jīng)過幾十年的市場培育之后，看到了需求增加。超過半數(shù)的亞洲生產(chǎn)商也加入了他們的行列，隨著地區(qū)政府對可持續(xù)發(fā)展的推動，他們預(yù)計(jì)這種聚合物的生意會很紅火。
Marc Verbruggen是PLA制造商N(yùn)atureWorks公司的前首席執(zhí)行官，現(xiàn)在是一名獨(dú)立顧問，他認(rèn)為PBAT是 “制造生物塑料產(chǎn)品的最便宜和最容易的方法”，他認(rèn)為PBAT正在成為卓越的柔性生物塑料，領(lǐng)先于聚丁二酸丁二醇酯（PBS）和PHA等競爭者。而且它可能會成為整體上最重要的兩種生物降解塑料之一，與PLA并駕齊驅(qū)，他說PLA正成為剛性應(yīng)用的主要產(chǎn)品。
密歇根州立大學(xué)化學(xué)工程教授Ramani Narayan說，PBAT的主要賣點(diǎn)--它的生物降解性--來自于酯連接，而不是像聚乙烯等不可降解的聚合物那樣的碳-碳鍵。酯鍵容易受到水解和酶的影響。
例如，聚乳酸和PHA是聚酯，當(dāng)它們的酯連接被破壞時(shí)就會降解。但最常見的聚酯-聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），用于纖維和礦泉水瓶-不那么容易分解。這是因?yàn)槠渲鞲芍械姆枷悱h(huán)來自于PTA。據(jù)Narayan說，這些環(huán)賦予了結(jié)構(gòu)特性，也使PET具有疏水性。他說：“水不容易進(jìn)入，它減慢了整個(gè)水解過程?！?
一些巧妙的化學(xué)反應(yīng)使科學(xué)家在20世紀(jì)90年代發(fā)明了PBAT，作為脂肪族和芳香族聚酯之間的橋梁。
巴斯夫生產(chǎn)聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT），這是一種用丁二醇制成的聚酯。該公司的研究人員正在尋找一種他們可以輕易生產(chǎn)的可生物降解的聚合物。他們用脂肪族二元酸代替了PBT中的一些PTA。通過這種方式分離聚合物的芳香族部分，使其可被生物降解。同時(shí)，還留下了足夠的PTA，使該聚合物具有值得信賴的物理特性。
Narayan認(rèn)為PBAT的生物降解性比PLA好一點(diǎn)，PLA需要工業(yè)堆肥才能分解。但它還不能與市售的PHA相提并論，后者在環(huán)境條件下，甚至在海洋環(huán)境中都可以進(jìn)行生物降解。
專家們最常將PBAT的物理特性與低密度聚乙烯進(jìn)行比較，后者是一種用于制造薄膜的彈性聚合物，如垃圾袋。
PBAT經(jīng)常與聚乳酸混合，聚乳酸是一種具有剛性的、類似聚苯乙烯特性的聚合物，可提供硬度。巴斯夫的Ecovio品牌就是基于這種混合物。例如，Verbruggen說，可堆肥購物袋通常是85%的PBAT和15%的PLA。
Novamont公司為配方增加了另一個(gè)層面。該公司將PBAT以及其他可生物降解的脂肪族芳香族聚酯與淀粉混合，為特定應(yīng)用創(chuàng)造樹脂。
該公司的新業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Stefano Facco說：“在過去的30年里，Novamont一直致力于解決那些可降解性為產(chǎn)品本身增加價(jià)值的應(yīng)用。
PBAT的一個(gè)大市場是地膜，地膜鋪在農(nóng)作物周圍以防止雜草并幫助保持水分。當(dāng)使用聚乙烯薄膜時(shí)，它們必須被拉起來，并經(jīng)常被填埋。但是，可生物降解的薄膜可以直接耕種到土壤中。
另一個(gè)大市場是可堆肥垃圾袋，用于餐飲服務(wù)和家庭收集食物和庭院垃圾。Novamont最近收購的BioBag等公司的袋子已經(jīng)在零售商處銷售多年。
"巴斯夫生物聚合物全球業(yè)務(wù)發(fā)展團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Joerg Auffermann說：“可堆肥塑料的主要生態(tài)效益來自于其使用壽命，因?yàn)檫@些產(chǎn)品有助于將食物垃圾從垃圾填埋場或焚燒場轉(zhuǎn)移到有機(jī)物回收。
多年來，可生物降解聚酯行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了薄膜以外的應(yīng)用。例如，2013年，瑞士咖啡公司推出了用巴斯夫的Ecovio樹脂制成的咖啡膠囊。
Novamont材料的一個(gè)新興市場是可生物降解餐具，它可以和其他有機(jī)物一起被堆肥。Facco說，這種餐具在歐洲等已經(jīng)通過限制使用一次性塑料的法規(guī)的地方已經(jīng)開始起步。
由于預(yù)計(jì)會有更多的環(huán)境驅(qū)動型增長，新的亞洲PBAT參與者正在進(jìn)入市場。在韓國，LG化學(xué)正在建設(shè)一個(gè)年產(chǎn)5萬噸的PBAT工廠，將于2024年開業(yè)，作為瑞山市22億美元可持續(xù)性投資計(jì)劃的一部分。SK Geo Centric（前稱SK全球化學(xué)）和Kolon Industries正在首爾合作建設(shè)一個(gè)5萬噸的PBAT工廠。Kolon Industries是一家尼龍和聚酯制造商，它提供生產(chǎn)技術(shù)，而SK則提供原材料。
中國市場的PBAT的熱度是最大的。中國化學(xué)品經(jīng)銷商OKCHEM預(yù)測，中國的PBAT產(chǎn)量將從2020年的15萬噸上升到2022年的約40萬噸。
中國一些企業(yè)都在加大對于PBAT的投資力度。恒力石化年產(chǎn)45萬噸生物可降解新材料項(xiàng)目，總投資18億元，位于恒力（大連長興島）產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，采用自主研發(fā)的工藝技術(shù)及配方，依托產(chǎn)業(yè)園原料及配套優(yōu)勢，主要建設(shè)15萬噸/年P(guān)BS類生物降解塑料與30萬噸/年P(guān)BAT生物降解塑料兩大項(xiàng)目。
Verbruggen認(rèn)為投資的動力有很多。首先，所有種類的生物聚合物最近都經(jīng)歷了需求的上升。供應(yīng)緊張，因此PBAT和PLA的價(jià)格很高。
此外，Verbruggen說，中國政府一直在推動中國在生物塑料方面的 "大發(fā)展"。今年早些時(shí)候，中國政府通過了一項(xiàng)法律，禁止使用不可降解的購物袋、吸管和餐具。
Verbruggen說，PBAT市場對中國的化學(xué)品制造商具有吸引力。這項(xiàng)技術(shù)并不復(fù)雜，特別是對于在聚酯方面有經(jīng)驗(yàn)的公司來說。
相比之下，聚乳酸則是資本密集型的。在制造這種聚合物之前，公司需要從充足的糖源中發(fā)酵乳酸。Verbruggen指出，中國有一個(gè) "糖赤字"，需要進(jìn)口碳水化合物。"中國不一定是建立大量產(chǎn)能的有利之地，"他說。
現(xiàn)有的多溴聯(lián)苯醚制造商一直在跟上亞洲新玩家的步伐。2018年，Novamont公司完成了一個(gè)項(xiàng)目，將意大利Patrica的一家PET工廠改造，生產(chǎn)可降解聚酯。該項(xiàng)目使其可生物降解聚酯的產(chǎn)量翻了一番，達(dá)到每年10萬噸。
而在2016年，Novamont開設(shè)了一家工廠，使用Genomatica公司開發(fā)的發(fā)酵技術(shù)，從糖中制造丁二醇。這座年產(chǎn)量3萬噸的工廠位于意大利，是世界上唯一的同類工廠。
據(jù)Facco稱，新的亞洲PBAT制造商可能會生產(chǎn)數(shù)量有限的商品聚合物等級，用于大規(guī)模應(yīng)用。“這并不復(fù)雜?！彼f。相比之下，Novamont公司將保持其服務(wù)于專業(yè)市場的戰(zhàn)略。他說：“這是我們有一定知識和對市場有一定好處的地方?！?
巴斯夫正在對亞洲的PBAT建設(shè)趨勢做出反應(yīng)，參與到中國一個(gè)新工廠的建設(shè)。該公司將其PBAT技術(shù)授權(quán)給中國公司彤程新材，該公司計(jì)劃到2022年在上海建造一個(gè)產(chǎn)能為6萬噸/年的生產(chǎn)工廠。
Auffermann說：“隨著即將出臺的新法律和法規(guī)指導(dǎo)生物塑料材料在包裝、地膜和袋子中的應(yīng)用，預(yù)計(jì)積極的市場發(fā)展將繼續(xù)下去。新工廠將使巴斯夫能夠 "從當(dāng)?shù)貪M足該地區(qū)日益增長的需求?！?
換句話說，巴斯夫--它在近25年前就開始生產(chǎn)PBAT--現(xiàn)在正跟上熱潮的新業(yè)務(wù)，因?yàn)檫@種聚合物正在成為一種主流材料。
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