生物可降解塑料PBS生产工艺技术

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为生物可降解塑料的佼佼者，以其优异的性能和环保特性，正逐渐取代传统塑料，成为塑料行业发展的新趋势。PBS的综合性能优秀，产品能完全生物降解为二氧化碳和水，是新型环保材料的代表。其生产原料主要来源于石油产品，且现有聚酯设备的过剩为生产PBS提供了新的机遇。PBS在材料研究领域迅速崛起，成为通用型生物降解塑料研究的热点之一，其耐热性能良好，热变形温度和制品使用温度可达100℃以上。

PBS通常以脂肪族二元酸、二元醇为主要原料进行化学合成，也可通过生物资源发酵实现绿色循环生产。其加工性能在降解塑料中最佳，几乎可在通用塑料加工设备中进行各类成型加工。PBS的广泛应用范围包括包装、餐具、农用薄膜和生物医用高分子材料等领域，具有广阔的应用前景。

PBS的合成原理包括生物发酵法和化学合成法。化学合成法中，直接酯化法、酯交换法和扩链法是常用的合成方法。直接酯化法将丁二酸和丁二醇在催化剂作用下直接缩聚得到PBS，其反应式为：nCOOHCH2CH2COOH+nHO(CH2)4OHD → (催化剂 加热)H[OCH2CH2CH2CH2OOCCH2CH2CO]nOH+2nH2O。酯交换法则通过二元酸二甲酯与二元醇在催化剂作用下进行酯交换反应，扩链法则通过活性基团与聚酯的端羟基反应提高聚酯相对分子质量。

合成工艺方面，溶液聚合法和熔融缩聚法是应用最为广泛的两种方法。溶液聚合法可以获得分子量分布系数较窄的PBS，但反应时间较长。熔融缩聚法则在反应温度和时间上有所控制，以提高相对分子质量。近年来，研究者们不断优化合成工艺，开发了新的溶液缩聚方法，如使用十氢萘作为溶剂，并采用油水分离器取代传统方法中的分子筛和除水剂，得到相对分子质量高的聚酯。

在熔融缩聚法中，催化剂的选择对最终PBS的分子量大小有重要影响。采用不同催化剂和控制反应条件，可以合成出相对分子质量不同的PBS。此外，通过预缩聚和真空缩聚两釜分步聚合的新工艺，可以得到相对分子质量更高的PBS产品，与传统工艺相比具有明显优势。

PBS的全生物降解特性使其成为解决“白色污染”问题的理想材料。在使用过程中性能稳定，使用后能被微生物或动植物体内的酶最终分解为二氧化碳和水，对环境友好。在技术方面，采用自主研发的特殊聚合工艺路线，配合高效复合催化剂体系，可以制备高分子量和产品色泽好的PBS。目前，相关技术已实现30吨/年的中试生产，并正在编制2万吨/年的工艺软件包。

PBS技术的优势包括合成单体来源多样，反应条件温和，副反应少，产物分子量高和外观好，生产的PBS产品性能和外观可与国际知名企业产品媲美。随着技术的不断进步和市场需求的增加，PBS有望在塑料行业发挥更大的作用，成为推动可持续发展的重要力量。

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