史上PBAT生產(chǎn)工藝介紹

史上最全PBAT生產(chǎn)工藝介紹!史上最全PBAT生產(chǎn)工藝介紹！PBAT全名為聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯，即英文Poly(butyleneadipate-co-terephthalate)的簡寫，即其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：從其化學(xué)結(jié)構(gòu)式可知：PBAT是己二酸丁二醇酯和對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物。兼具PBA(聚己二酸丁二醇酯)和PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)的特性，既有較好的力學(xué)性能，又有較高的延展性和斷裂伸長率，還具有優(yōu)良的生物降解性，是一種全生物可降解塑料。生物可降解塑料是在土壤、沙土等自然條件下，與微生物淵（如細(xì)菌/霉菌/藻類等）作用降解成二氧化碳、水等小分子或低分子化合物的塑料。降解塑料主要分為光降解塑料、生物降解塑料堯、光生物降解塑料。光降解塑料需要充足的光照才能降解，給生產(chǎn)帶來了很大局限性，所以光降解塑料的推廣并不好。生物降解塑料品種已經(jīng)有幾十種，可批量生產(chǎn)和工業(yè)化生產(chǎn)的品種主要有：微生物發(fā)酵合成的聚羥基脂肪酸酯，化學(xué)合成的聚乳酸(PLA)、聚己內(nèi)酯、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)、脂肪族/芳香族共聚酯、CO2/環(huán)氧化合物共聚物(APC)、聚乙烯醇(PVA)等、天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物、塑料合金等。01PBAT的制備方法以己二酸(AA)、對苯二甲酸(PTA)、丁二醇(BDO)為單體，按照一定比例合成聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯，工藝過程中重點在于嚴(yán)格控制反應(yīng)的酯化方式、酯化時間、縮聚溫度、穩(wěn)定劑等。這些關(guān)鍵因素能夠直接影響合成過程，最終影響產(chǎn)品的性能。為確保制備出良好的PBAT樹脂，所需的最佳工藝條件為：共酯化反應(yīng)方式，酯化時間為185min，縮聚溫度248~250℃。02PBAT的制備工藝PBAT的制備有三種酯化方式：共酯化、分酯化和串聯(lián)酯化。制備流程圖及主要工藝參數(shù)如下圖1、圖2、圖3所示。03PBAT操作特點(1)為了減少BDO的副反應(yīng)發(fā)生，減少THF的生成，降低原料消耗，整個酯化反應(yīng)在真空條件下進(jìn)行，降低了酯化反應(yīng)溫度；同時也降低了能耗。(2)由于原料的活性較低問題，采用了高性能催化劑；由于此催化劑的易水解失活的特性，由原來傳統(tǒng)催化劑液面以上的加入方式，改為液面下加入，解決了以上問題。(3)在縮聚過程中，生成的低聚物易隨真空氣相管道帶人到噴淋系統(tǒng)中，造成系統(tǒng)堵塞。為此，在氣相管道上設(shè)置旋風(fēng)分離收集系統(tǒng)，將生成的低聚物通過旋風(fēng)分離器收集捕捉，其尾氣進(jìn)入BDO噴淋循環(huán)系統(tǒng)。(4)酯化反應(yīng)過程中，雖然可以降低副反應(yīng)發(fā)生的程度，但在酯化反應(yīng)中還是不可避免的有THF和水。由于THF屬于低毒性，但是其高濃度易對人體危害很大，如果直接排放至污水處理，將會對污水處理系統(tǒng)內(nèi)的細(xì)菌產(chǎn)生危害。為解決這一問題，設(shè)置了THF回收裝置。將THF與水進(jìn)行分離處理，經(jīng)過回收裝置處理后，其THF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到99.95%以上，可用于直接銷售。廢水中THF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.05%左右，將廢水送至汽提塔進(jìn)行汽提，提取出其中的THF及其他有機(jī)物，通過管道送至燃?xì)忮仩t燃燒。(5)由于PBAT玻璃化溫度較低，如采用傳統(tǒng)水下拉條切粒，易造成黏結(jié)、纏刀，導(dǎo)致生產(chǎn)不穩(wěn)。為此，采用水下模頭切粒的方式，通過水下輸送管道的長短和切粒水的溫度來控制切片粒子的成型和結(jié)晶程度；同時由于PBAT易降解的特性，生產(chǎn)的切片粒子輸送至干燥塔進(jìn)行干燥，然后沖氮氣進(jìn)行保護(hù)和包裝。(6)針對PBAT的特性，分子鏈增長難、黏度高、流動性差等特點，惠通公司采用惠通獨家專利技術(shù)的立式液相增黏釜，可使物料的動力黏度由目前350Pa·S增加到1000Pa·S以上、分子鏈隨之增長，同時由于黏度很高，需采用螺桿出料的方式來保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。(7)由于在生產(chǎn)PBAT過程中，有THF蒸汽產(chǎn)生，為此在縮聚裝置內(nèi)局部地區(qū)設(shè)置了軸流風(fēng)機(jī)加強(qiáng)裝置通風(fēng)能力，同時還設(shè)置可燃有害氣體檢測和報警裝置，現(xiàn)場設(shè)計個人防護(hù)面具和呼吸器等安全裝備；THF回收裝置采取全敞開式