生物降解聚對(duì)苯二甲酸-己二酸丁二酯 （PBAT） 編制說明

4《生物降解聚對(duì)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(xiàng)目是根據(jù)國標(biāo)委發(fā)〔2023〕64號(hào)《國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2023年國家標(biāo)準(zhǔn)復(fù)審修訂計(jì)劃的通知》的文件要求，計(jì)劃編號(hào)20233883-T-469，下達(dá)日期2023年12月28日，項(xiàng)目名稱“生物降解聚對(duì)苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT該項(xiàng)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(huì)提出并技術(shù)歸口，項(xiàng)目周期12個(gè)月。2、主要工作過程計(jì)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(huì)組織各起草單位以線上會(huì)議形式召開了標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)，成立了“生物降解聚對(duì)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(jì)劃，確定了工作方案，并對(duì)各階段的任務(wù)進(jìn)行了分配，確保按時(shí)按質(zhì)完成標(biāo)準(zhǔn)制定任務(wù)。與會(huì)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(duì)PBAT的理化性能、測試方法的要求，對(duì)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(duì)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(huì)，與會(huì)專家討論整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)修改稿和編制說明，對(duì)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(duì)PBAT進(jìn)行分類，修改對(duì)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(huì)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(duì)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(píng)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(huì)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、上海弘睿化工有限公司、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(duì)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(duì)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(dòng)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(duì)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(shí)，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(duì)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(duì)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(duì)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(dòng)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(jí)、擠出薄膜級(jí)、地膜級(jí)、涂層級(jí)、注塑級(jí)、發(fā)泡級(jí)；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(duì)苯二甲酸含量要求，在相同條件下，PBAT結(jié)構(gòu)中對(duì)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(duì)苯二甲酸含量，其原理是根據(jù)對(duì)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(jì)算對(duì)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(jì)算對(duì)苯二甲酸的含量；e.針對(duì)發(fā)泡級(jí)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(dòng)速率后通過計(jì)算得到；4f.針對(duì)吹膜類PBAT增加對(duì)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(duì)薄膜性能影響較大，所以需要對(duì)其單位面積的數(shù)量進(jìn)行要求。其測試方法通過對(duì)吹膜制備的薄膜進(jìn)行觀察和計(jì)數(shù)得到；此外針對(duì)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(duì)吹膜制備的薄膜進(jìn)行觀察和計(jì)數(shù)得到；g.對(duì)涂層級(jí)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(dòng)特性的一個(gè)重要指標(biāo)。測試方法采用計(jì)算熔體流動(dòng)速率儀擠出物料直徑與其口模直徑的比值得到；h.針對(duì)擠出級(jí)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(duì)地膜級(jí)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(shí)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(chǔ)期限和使用性能。所以為提高地膜級(jí)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(duì)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(hào)，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(duì)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(xiàng)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(huì)效益等情況、對(duì)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(duì)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(dòng)產(chǎn)業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展。本標(biāo)準(zhǔn)的制定，對(duì)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(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。這些社會(huì)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(duì)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(hào)感觀密度 g/cm 水分含量（%)熔體質(zhì)量流動(dòng)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(duì)苯二甲酸含量（%）魚眼(0.3mm~2.0mm）（個(gè)/1200cm2）條紋(cm/20m2)簡支梁缺度（kJ/m2)相對(duì)生物分解率1粒0.063.6020.15650.014