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PBAT的制備方法
全降解改性材料的制備方法是以己二酸(AA)、對(duì)苯二甲酸(PTA)、(BDO)為單體,按照一定比例合成聚己二酸/對(duì)苯二甲酸酯,工藝過(guò)程中重點(diǎn)在于嚴(yán)格控制反應(yīng)的酯化方式、酯化時(shí)間、縮聚溫度、穩(wěn)定劑等。(3)人字板的夾角過(guò)大,使得薄膜在短時(shí)間內(nèi)被壓扁,因而出現(xiàn)褶皺的問(wèn)題,應(yīng)適當(dāng)減小人字板的夾角。這些關(guān)鍵因素能夠直接影響合成過(guò)程,終影響產(chǎn)品的性能。為確保制備出良好的PBAT樹(shù)脂,所需的工藝條件為:共酯化反應(yīng)方式,酯化時(shí)間為185 min,縮聚溫度248~250 ℃,穩(wěn)定劑添加量70 μg/g。
全降解材料吹膜的工藝
全降解改性材料薄膜出現(xiàn)褶皺原因:薄膜橫向厚度不均勻,哪怕是很微小,經(jīng)過(guò)積累后也可造成比較明顯的褶皺,影響落膘實(shí)驗(yàn)、薄膜撕裂實(shí)驗(yàn)、薄膜摩擦系數(shù)等的測(cè)定數(shù)據(jù)。
解決方法:
(1)降低熔體溫度,可以有效降低熔體流動(dòng)性,在模頭擠出時(shí)比較結(jié)實(shí),不因冷卻風(fēng)波動(dòng)使膜泡歪斜而造成薄膜冷卻不均。
(2)減少冷卻風(fēng)量或調(diào)解冷卻風(fēng)不勻的情況。
(3)人字板的夾角過(guò)大,使得薄膜在短時(shí)間內(nèi)被壓扁,因而出現(xiàn)褶皺的問(wèn)題,應(yīng)適當(dāng)減小人字板的夾角。
(4)膜口擠料不均勻,應(yīng)調(diào)解口模,使之處于豎直狀態(tài)。
(5)收卷輥張力過(guò)大把膜拉褶。應(yīng)適當(dāng)減小收卷輥張力。
問(wèn)題2:薄膜透明度差原因:主要影響因素是樹(shù)脂原料,降低結(jié)晶度及使球晶細(xì)小,特別是添加劑的影響。
(1)擠出溫度偏低,熔體塑化不良,透明度較大,應(yīng)適當(dāng)提高熔體溫度。
(2)冷卻效果不佳,影響了透明度,應(yīng)適當(dāng)增大冷卻風(fēng)量。
(3)樹(shù)脂粒子中含有大量水分,應(yīng)充分干燥粒子。
問(wèn)題3:薄膜魚(yú)眼多原因:樹(shù)脂中的析出物造成的,不能從根本上消除。
主要方法 :
(1)一定時(shí)間后,加大螺桿速度,提高熔體擠出壓力,帶走析出物。
(2)定期清潔模具頭。
(3)適當(dāng)提高熔體溫度,充分塑化。
問(wèn)題4:薄膜橫向厚度不均勻.原因:在??诘某隽狭坎痪鶆?。
解決方法:
(1)模具唇間隙調(diào)節(jié)不當(dāng),需局部調(diào)整或全部重新調(diào)整。
(2)模腔中有雜物,從而引起物流紊亂,出料不均,應(yīng)當(dāng)定期清洗口模。
(3)熔體壓力或溫度過(guò)高或波動(dòng)太大,這樣造成擠出熔流不穩(wěn),影響厚度不均,可調(diào)解溫度,擠出速度改善。
問(wèn)題5:膜泡扭動(dòng)不穩(wěn)原因:
外部原因:如吹膜機(jī)沒(méi)有在封閉區(qū)域內(nèi),室內(nèi)對(duì)流嚴(yán)重,造成膜泡扭動(dòng)
解決方法:關(guān)閉門(mén)窗即可。
內(nèi)部原因:
(1)模具唇間隙調(diào)節(jié)不當(dāng),出料不均勻。
解決方法:需局部調(diào)整或全部重新調(diào)整。
(2)冷卻風(fēng)不勻。
解決方法:調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)使其均勻。
(3)人字板的夾角過(guò)大。
解決方法:應(yīng)適當(dāng)減小人字板角度。
可降解塑料的發(fā)展機(jī)遇
各國(guó)的“限塑令”逐漸升級(jí)為“禁塑令”。以歐盟的政策衍變?yōu)槔?,歐盟2015年就發(fā)布了限塑指令,目標(biāo)是在2019年底歐盟國(guó)家的民眾每年每人消耗不超過(guò)90個(gè)塑料袋,而在2025年,這個(gè)數(shù)字減少到40。其余的進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)和其他廢物處理項(xiàng)目,當(dāng)工廠(chǎng)擁有正確的堆肥設(shè)備來(lái)管理可生物降解塑料時(shí),我們可以在18-36個(gè)月內(nèi)分解產(chǎn)品,這取決于使用的方法。指令發(fā)布后,各個(gè)成員國(guó)都踏上了“限塑之路”。2018年,歐盟議會(huì)又通過(guò)了一項(xiàng)關(guān)于控制塑料廢棄物的法令。根據(jù)法令,自2021年起,歐盟將禁止成員國(guó)使用飲管、餐具和棉花棒等10種一次性塑料制品,這些用品將由紙、秸稈或可重復(fù)使用的硬塑料替代。
塑料瓶將根據(jù)現(xiàn)有的回收模式單獨(dú)收集;到2025年,要求成員國(guó)的一次性塑料瓶回收率達(dá)到90%。同時(shí),法案還要求制造商必須對(duì)其塑料產(chǎn)品和包裝的情況承擔(dān)更多責(zé)任。全球范圍內(nèi)“禁塑令”的實(shí)施推動(dòng)了可降解塑料需求增長(zhǎng)。今年1月份國(guó)家發(fā)改委和生態(tài)環(huán)境部發(fā)出“禁塑令”之后,目前國(guó)內(nèi)已有29個(gè)省市相繼頒布了具體落地實(shí)施方案。德國(guó)巴特爾研究所將青豌豆品種進(jìn)行改性,研制出很高含量的直鏈淀粉,可以用傳統(tǒng)的方法直接加工成型,得到了可以替代聚(PVC)的透明、柔軟、可完全降解的薄膜。距離版"限塑令"實(shí)施大限不足2個(gè)月,各地正加緊落實(shí)具體方案。近期,北京市發(fā)改委等部門(mén)就《北京市塑料污染治理行動(dòng)計(jì)劃(2020-2025年)(征求意見(jiàn)稿)》提出對(duì)六大重點(diǎn)行業(yè)塑料污染治理措施及日程。浙江省9部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的實(shí)施辦法》要求禁止、限制部分塑料制品的生產(chǎn)、銷(xiāo)售和使用?!蛾P(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見(jiàn)》要求在2025年完善塑料制品生產(chǎn)、流通、消費(fèi)和回收處置等環(huán)節(jié)的管理制度,對(duì)不可降解塑料逐漸禁止、限制使用?!蛾P(guān)于扎實(shí)推進(jìn)塑料污染治理工作的通知》要求各地在8月中旬前出臺(tái)省級(jí)實(shí)施方案,確保如期完成目標(biāo)任務(wù)。中國(guó)每年約消耗購(gòu)物袋400萬(wàn)噸、農(nóng)膜246萬(wàn)噸、外賣(mài)包裝260萬(wàn)噸,且隨著快遞、外賣(mài)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,塑料需求持續(xù)增長(zhǎng)。而對(duì)于這些領(lǐng)域,特別適用全降解改性材料。假設(shè)替代10%,即可新增90萬(wàn)噸以上可降解塑料需求。太平洋證券認(rèn)為隨著技術(shù)進(jìn)步、規(guī)?;a(chǎn)、成本下降、環(huán)保理念提升,可降解塑料未來(lái)成長(zhǎng)空間10倍以上。
降解材料未來(lái)PBAT成本下降空間有多大?
隨著技術(shù)發(fā)展,未來(lái)原材料利用水平提高,有望推動(dòng)全降解改性材料 PBAT 成本下降。原材料利用率在 50%-90%之間時(shí),原材料價(jià)格不變前提下,利用率每提升 10%,對(duì)應(yīng) PBAT 單位原料成本下降 800-2000 元/噸。
隨著生產(chǎn)自動(dòng)化水平提高,PBAT 人工成本有望下降。未來(lái)隨技術(shù)迭代發(fā)展, 生產(chǎn)自動(dòng)化水平提高,PBAT 產(chǎn)線(xiàn)所需勞動(dòng)力數(shù)量有望降低。PBAT 所需勞動(dòng)力數(shù)量每下降 5 人/萬(wàn)噸,則 PBAT 人工成本將下降 60 元/噸。
隨著 PBAT 項(xiàng)目投資額降低,未來(lái) PBAT 制造成本有望下降。全降解改性材料在某些性能上可以媲美傳統(tǒng)塑料的熱塑性塑料,除此之外,還具有生物可降解性、生物相容性、光學(xué)異構(gòu)性、提高微生物的抗逆性等性能,在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和包裝業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。未來(lái)隨行業(yè)發(fā)展,規(guī)?;坎少?gòu)、及上游設(shè)備生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大有望帶動(dòng) PBAT 項(xiàng)目投資額下行, 從而降低產(chǎn)品固定資產(chǎn)折舊、維修成本等制造費(fèi)用。PBAT 單噸投資額每下降 500 元/噸,對(duì)應(yīng)制造費(fèi)用將下降 70 元/噸。
極限假設(shè)下,PBAT 單位成本下降空間約 1557 元/噸,有望下降至 6945 元/ 噸,與 PE 單位成本基本持平。假設(shè)隨技術(shù)迭代進(jìn)步,PBAT 的原材料利用率大幅提高至 ;隨規(guī)模效應(yīng)導(dǎo)致批量采購(gòu)、以及受下游 PBAT 市場(chǎng)增長(zhǎng)影響上游設(shè)備生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大,單噸設(shè)備投資額下降 150 元/噸至 250 元/噸;隨產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化水平提升,所需勞動(dòng)力人數(shù)下降至 4 人/萬(wàn)噸。通常應(yīng)用于包裝袋,垃圾袋,地膜,保鮮膜等等,降解塑料PBAT除了用于生產(chǎn)垃圾袋,購(gòu)物袋,還能用于農(nóng)業(yè)地膜等摸類(lèi)制品生產(chǎn)中。在該極端假設(shè)下, PBAT 成本將下降至 6945 元/噸,其中原材料成本下降至 5835 元/噸,人工成本下降至 48 元/噸,制造成本下降至 1062 元/噸。此時(shí) PBAT 成本僅高出 PE 成本 3%,與 PE 成本基本持平。