生物降解聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯 （PBAT） 編制說明

4《生物降解聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯》編制說明(征求意見稿)一、工作簡況1、任務(wù)來源本項目是根據(jù)國標(biāo)委發(fā)〔2023〕64號《國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會關(guān)于下達(dá)2023年國家標(biāo)準(zhǔn)復(fù)審修訂計劃的通知》的文件要求，計劃編號20233883-T-469，下達(dá)日期2023年12月28日，項目名稱“生物降解聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT該項目由北京工商大學(xué)牽頭，由全國生物基材料及降解制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出并技術(shù)歸口，項目周期12個月。2、主要工作過程計劃下達(dá)后，2024年1月29日全國生物基材料及降解制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會組織各起草單位以線上會議形式召開了標(biāo)準(zhǔn)項目啟動會，成立了“生物降解聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT）”標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，安排工作計劃，確定了工作方案，并對各階段的任務(wù)進(jìn)行了分配，確保按時按質(zhì)完成標(biāo)準(zhǔn)制定任務(wù)。與會專家和各起草單位代表依據(jù)國內(nèi)PBAT的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等情況，結(jié)合歐美、日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)對PBAT的理化性能、測試方法的要求，對標(biāo)準(zhǔn)草案的主要技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了討論，明確了標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的技術(shù)要求，提出了修改方向。起草工作組進(jìn)一步收集、分析國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)文獻(xiàn)和資料，并對PBAT的市場現(xiàn)狀和發(fā)展情況進(jìn)行了深入調(diào)研，為標(biāo)準(zhǔn)條款的修改積累相關(guān)材料。同期進(jìn)行了樣品收集及驗(yàn)證試驗(yàn)。2024年4月，起草工作組召開了第二次工作研討會，與會專家討論整個標(biāo)準(zhǔn)修改稿和編制說明，對標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求和試驗(yàn)方法進(jìn)行了逐條審查和確定，提出了主要修改意見，建議按使用要求對PBAT進(jìn)行分類，修改對苯二甲酸含量試驗(yàn)方法等，在2024年4月召開的起草單位內(nèi)部工作會議上通過討論達(dá)成一致意見，形成了標(biāo)準(zhǔn)“征求意見稿”。3、主要參加單位和工作組成員及其所做的工作等本標(biāo)準(zhǔn)由北京工商大學(xué)、彤程化學(xué)（中國）有限公司、揚(yáng)州惠通科技股份有限公司等單位共同起草。4所做的工作：北京工商大學(xué)全面協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)起草工作，并負(fù)責(zé)對各階段標(biāo)準(zhǔn)文件的審核。國家塑料制品質(zhì)量檢測中心（北京）、彤程化學(xué)（中國）有限公司、揚(yáng)州惠通科技股份有限公司、山西華陽生物降解新材料有限責(zé)任公司、億帆鑫富藥業(yè)股份有限公司、金暉兆隆高新科技股份有限公司、寧波家聯(lián)科技股份有限公司、新疆藍(lán)山屯河化工股份有限公司、金發(fā)科技股份有限公司（珠海萬通化工有限公司）、甘肅莫高實(shí)業(yè)發(fā)展股份有限公司、安徽雪郎生物科技股份有限公司、清華大學(xué)、四川大學(xué)負(fù)責(zé)評估標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)和試驗(yàn)方法，并提供試驗(yàn)檢測。杭州新當(dāng)量化工科技有限公司、華峰集團(tuán)有限公司、上海聚友化工有限公司、中國石化儀征化纖有限責(zé)任公司、萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司、康輝新材料科技有限公司、山東道恩降解材料有限公司、山東睿安、湖北宜化降解新材料有限公司、河南金丹乳酸科技股份有限公司、揚(yáng)州惠通新材料有限公司、會通新材料股份有限公司、江蘇龍駿環(huán)保實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司、合肥恒鑫生活科技股份有限公司、上海弘?；び邢薰?、湖南軒品新材料有限公司、龍都天仁生物材料有限公司、無錫華辰機(jī)電工業(yè)有限公司、山東清泉生物科技有限公司、南京立漢化學(xué)有限公司、浙江華發(fā)生態(tài)科技有限公司、浙江綠禾生態(tài)科技股份有限公司、深圳虹彩新材料科技有限公司、江南大學(xué)負(fù)責(zé)收集國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)文獻(xiàn)和資料，并對PBAT的市場現(xiàn)狀和發(fā)展情況進(jìn)行全面調(diào)研。北京工商大學(xué)負(fù)責(zé)對各方面的意見及建議進(jìn)行歸納、分析。二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容1、標(biāo)準(zhǔn)編制原則本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》的規(guī)則要求進(jìn)行編寫。2)先進(jìn)性原則本標(biāo)準(zhǔn)所涉及的主要技術(shù)性能指標(biāo)從滿足實(shí)際需要出發(fā)，充分考慮相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，在符合國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策以及可預(yù)期達(dá)到的條件下，積極地把先進(jìn)技術(shù)、要求納入本標(biāo)準(zhǔn)，推動產(chǎn)品提質(zhì)增效，加快和國際市場接軌，提高PBAT產(chǎn)品的競爭力。3)適應(yīng)性原則本標(biāo)準(zhǔn)代替GB/T32366-2015《生物降解聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT）》，近些年由于市場需求的增長，PBAT原料及生產(chǎn)工藝發(fā)展迅速，原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材4料要求已無法滿足現(xiàn)有產(chǎn)品的性能指標(biāo)需求。本標(biāo)準(zhǔn)的提出符合法律法規(guī)的規(guī)定且與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)。在確定標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)性能指標(biāo)時，綜合考慮了生產(chǎn)企業(yè)的能力和用戶的使用需求，適應(yīng)我國國情，有利標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施。本文件規(guī)定了聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT）樹脂的分類、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存等。本文件適用于以對苯二甲酸、己二酸、1,4-丁二醇為主要原料用直接縮聚法或擴(kuò)鏈法生產(chǎn)的聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯樹脂。與GB/T32366-2015相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外，主要技術(shù)變化如下:1）增加了“分類”，由于目前PBAT適用領(lǐng)域更加廣泛，不同用途的PBAT原料也有著不同的性能需要，所以為方便客戶選用，將PBAT按應(yīng)用需求分為專用級、擠出薄膜級、地膜級、涂層級、注塑級、發(fā)泡級；2）感官要求中為更加嚴(yán)格要求產(chǎn)品外觀質(zhì)量，增加無機(jī)械雜質(zhì)及帶有可見黑斑的3）修改了部分“理化性能”，包括：a.刪除色值要求，目前PBAT生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)的原料顏色沒有太大差別，色值要求也沒有了實(shí)際約束意義，所以去掉；b.刪除微卡軟化點(diǎn)，因?yàn)橛捎赑BAT屬于共聚酯，化學(xué)結(jié)構(gòu)多變，微卡軟化溫度也并不是定值，所以將其去掉；c.刪除彎曲強(qiáng)度和彎曲模量，PBAT材料韌性較好，但因?yàn)閿嗔焉扉L率已經(jīng)可以反映材料的韌性，所以將彎曲強(qiáng)度和模量測試要求去掉；d.增加對苯二甲酸含量要求，在相同條件下，PBAT結(jié)構(gòu)中對苯二甲酸含量越高則降解速度越慢，反之則越快，其中起主要決定因素的是苯環(huán)上的酯鍵。所以為保證PBAT的易生物降解屬性，增加該測試要求。測試方法采用核磁共振法（NMR）氫譜測定PBAT共聚酯中對苯二甲酸含量，其原理是根據(jù)對苯二甲酸的苯環(huán)上1H化學(xué)位移不同，并按照他們的NMR譜峰面積比來計算對苯二甲酸-丁二酯（BT）和己二酸-丁二酯（BA）的mol含量比例，進(jìn)而根據(jù)各組分分子量計算對苯二甲酸的含量；e.針對發(fā)泡級PBAT增加熔體強(qiáng)度的測試，熔體強(qiáng)度是指聚合物在熔融狀態(tài)下支持自身質(zhì)量的能力，是影響聚合物可發(fā)泡性的重要物性參數(shù)。測試方法可以采用熔體強(qiáng)度測試儀，或測試熔體質(zhì)量流動速率后通過計算得到；4f.針對吹膜類PBAT增加對魚眼的要求，魚眼也稱晶點(diǎn)，指薄膜中透明或半透明樹脂形成的球狀物塊，魚眼的存在對薄膜性能影響較大，所以需要對其單位面積的數(shù)量進(jìn)行要求。其測試方法通過對吹膜制備的薄膜進(jìn)行觀察和計數(shù)得到；此外針對地膜增加條紋的要求，薄膜中出現(xiàn)的線形，圓錐形的細(xì)小突起及連續(xù)的魚眼均稱為條紋，由于地膜面積大，且一般為機(jī)械鋪設(shè)，如果存在條紋缺陷，將大大限制機(jī)械鋪設(shè)效率，條紋的測試方法也是通過對吹膜制備的薄膜進(jìn)行觀察和計數(shù)得到；g.對涂層級PBAT樹脂增加熔脹比的要求，熔脹比是指材料在熔融狀態(tài)下的分子量與晶體狀態(tài)下的分子量之比，是聚合物流動特性的一個重要指標(biāo)。測試方法采用計算熔體流動速率儀擠出物料直徑與其口模直徑的比值得到；h.針對擠出級PBAT，增加沖擊強(qiáng)度的測試。沖擊強(qiáng)度是指樣抵抗沖擊負(fù)荷作用的能力，沖擊強(qiáng)度差的樹脂不適于注塑成型。其測試方法采用GB/T1043.1測試簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度；i.此外對地膜級樹脂增加了“耐老化性”，包括耐水解和耐光老化性能。由于地膜使用時收光老化和水的影響較大，而純PBAT材料抗水解性能比較差，因其分子結(jié)構(gòu)中存在大量酯鍵，容易跟空氣中的水分子發(fā)生反應(yīng)，從而引起酯鍵斷裂、材料性能下降；尤其在高溫高濕的情況下，水解老化現(xiàn)象更加明顯，PBAT的水解限制了其存儲期限和使用性能。所以為提高地膜級PBAT的實(shí)用性，增加耐水解和耐光老化測試。耐水解測試通過沸水浴蒸煮后對比熔指變化測定，耐光老化測試在老化試驗(yàn)箱中進(jìn)行測試。由于限塑令和“雙碳”等環(huán)境減負(fù)的需求，生物降解材料的發(fā)展應(yīng)用范圍越來越廣泛，目前PBAT材料的研發(fā)和生產(chǎn)也緊跟市場需求，出現(xiàn)了眾多性能優(yōu)異，適應(yīng)性強(qiáng)的新牌號，而原標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的性能指標(biāo)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有的產(chǎn)品性能需求，所以本標(biāo)準(zhǔn)的制定解決了目前標(biāo)準(zhǔn)落后于應(yīng)用的問題。本標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中，充分考慮了新產(chǎn)品以及市場的發(fā)展需求，引領(lǐng)PBAT產(chǎn)業(yè)向?qū)嵱?、綠色、環(huán)保發(fā)展，具有顯著的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。工作組形成標(biāo)準(zhǔn)草案后，由北京工商大學(xué)等對標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的不同用途的PBAT樹脂進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，檢測項目包括外觀、密度、拉伸斷裂負(fù)荷和斷裂應(yīng)變、熔指等。試4四、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況本標(biāo)準(zhǔn)中不涉及專利問題。五、預(yù)期達(dá)到的社會效益等情況、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況PBAT作為一種環(huán)境友好材料，是“十四五”塑料行業(yè)發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)任務(wù)之一，其生物降解屬性也有助于我國盡快實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。目前為響應(yīng)市場對生物降解材料的需求，尤其是生物降解地膜等大批量的應(yīng)用需求，PBAT產(chǎn)品性能、加工工藝進(jìn)步速度明顯加快，市場發(fā)展前景廣闊。制定PBAT產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，有利于加強(qiáng)市場監(jiān)管，可以保障消費(fèi)者的合法權(quán)益，促進(jìn)和提產(chǎn)品國際市場競爭力，推動產(chǎn)業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展。本標(biāo)準(zhǔn)的制定，對PBAT產(chǎn)品的質(zhì)量提高、保障生產(chǎn)企業(yè)和用戶權(quán)益起到積極作用，并將產(chǎn)生廣泛而深遠(yuǎn)的社會和經(jīng)濟(jì)效益。這些社會經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在：(1)通過標(biāo)準(zhǔn)的研制，明確標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，從而提高PBAT產(chǎn)品市場準(zhǔn)入門檻。(2)通過標(biāo)準(zhǔn)的研制，質(zhì)量監(jiān)督部門有據(jù)可依，消費(fèi)者有據(jù)可查，必將提高消費(fèi)者的認(rèn)可度，從而提高PBAT的市場占有率。六、與國際、國外對比情況本標(biāo)準(zhǔn)沒有采用國際標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)制定過程中未查到同類國際、國外標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)水平為國內(nèi)先進(jìn)水平。七、在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，特別是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性本標(biāo)準(zhǔn)屬于生物基材料及降解制品標(biāo)準(zhǔn)體系中降解材料及制品大類，生物降解材料小類，推薦性產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)。TC380的標(biāo)準(zhǔn)體系見下圖1。本標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。4八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)九、其它應(yīng)予說明的7表1PBAT試驗(yàn)結(jié)果匯總表樣品編號感觀密度 g/cm 水分含量（%)熔體質(zhì)量流動速率2.16kg)（g/10min)拉伸斷裂應(yīng)力（Mpa)拉伸斷裂應(yīng)變灰分羧基含量(mol/t）對苯二甲酸含量（%）魚眼(0.3mm~2.0mm）（個/1200cm2）條紋(cm/20m2)簡支梁缺度（kJ/m2)相對生物分解率1粒0.063.6020.15650.014