1。3。2 PBAT 的主要合成方法

（1）直接熔融酯化和缩聚法

即熔融缩聚法，上文中提到 Herrera 及 Gan 等人就是通过这种方法进行研究实验。 反应体系中，各组分单体在熔融状态下先酯化反应，形成分子量较低的 PBT 和 PBA 低 聚物。然后在适合的缩聚温度和压力下，两种聚酯无规共聚，最终形成分子量较高的 PBAT 共聚酯。该合成方法是实验室中合成 PBAT 最常用的方法。

然随着反应所投加的单体种类、单体摩尔比、添加剂种类的不同，PBAT 的合成工 艺也不同，这就导致了各种 PBAT 试样性能上的差异。我们可以根据不同的实验目的， 从而选择恰当的合成工艺，以期达到工艺和性能的平衡。

（2）扩链法 扩链法即是通过添加扩链剂而使得聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚己二酸丁二醇酯的

末端羟基和羧基进行反应从而使分子链扩张的方法[15]。吕静兰[16]等人使用双螺杆挤出 机，通过投加了各种扩链剂和引发剂，对分子量较低的 PBAT 进行挤出扩链改性。结果 表明，扩链后的 PBAT 不仅具有不错的降解性能和可塑性，其力学性能得到了大大的改 善。因着扩链法具有方便、快捷、工艺简单、产物性能良好等特点，也受到了广泛的关 注。

（3）开环共聚法 开环聚合是指将一种或多种环状单体，通过开环的方式，使其具有反应活性，从而

互相结合，形成新的有机大分子[17]。我们通常使用交酯或内酯类化合物，开环聚合，来 合成脂肪族、芳香族共聚酯。早在上世纪 5、60 年代，美国杜邦公司就利用乳酸脱水环 化生成丙交酯，丙交酯在通过开环共聚合成聚乳酸[18]。

图 1-2 开环聚合法合成聚乳酸

Pathavuth[19]等人利用单体环状己二酸乙二醇酯和环状对苯二甲酸乙二醇酯进行开 环共聚合，成功合成了聚(己二酸乙二醇/对苯二甲酸乙二醇酯)共聚酯，并且能达到较高 的分子量。此外，也有 Salhi S[20]等人将环状对苯二甲酸丁二醇酯和环状己二酸丁二醇酯 进行缩聚，得到了熔点和结晶度更高的 PBAT。

1。4 本文的研究意义和主要研究内容

1。4。1 研究目的意义

现如今，人们的环保意识不断加强，已经认识到了传统塑料产品的污染问题以及浪 费问题。面对愈演愈烈的白色污染，人们已经实行了有效的防治方法，比如鼓励塑料回 收再生产，鼓励使用可重复使用的购物袋，采用可生物降解材料代替传统塑料，禁止使 用传统的难降解薄膜塑料袋等等。经过了数年的努力，白色污染虽然得到了有效的控制， 却始终难以根除。

传统的聚乙烯薄膜塑料袋具有造价低廉、重量轻、柔软等特点，深受人们喜爱。聚 乙烯材料具有优良的延展性和韧性，淀粉、PLA 等生物可降解材料难以企及[21]。上文中， 我们提到 PBAT 共聚酯具有和低密度聚乙烯相似的加工性能，并拥有更加优秀的机械性 能，因此 PBAT 可作为 PE 的一种代替材料。

BCC Research[22]的统计数据显示，2013 年全球生物降解塑料的产量为 57。6 万吨， 其中以 PBAT 和 PBS 为代表的石化基生物降解高分子材料占其中的 28%左右。2014 年， 全球塑料薄膜需求量约为 3000 万吨，而全球生物降解塑料的产量仅为 66。8 万吨。从以 上数据可以看出，全球每年的 PBAT 产量根本无法满足市场要求。

本实验主要立足于 PBAT 的生产配方和控制工艺的探究，以期制造出各项性能更优 异的 PBAT 产品。

1。4。2 本文的主要研究内容

本实验采取直接酯化法工艺路线，以 n(BDO):n(PTA+AA)=1。4:1，n(PTA):n(AA)=5:5 进行反应。使用不同复合催化剂与热稳定剂亚磷酸三苯酯（TPPi）。本实验中，对 PBAT 的合成研究主要有两个方向：