生物降解聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯 （PBAT） 编制说明

4《生物降解聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯》编制说明(征求意见稿)一、工作简况1、任务来源本项目是根据国标委发〔2023〕64号《国家标准化管理委员会关于下达2023年国家标准复审修订计划的通知》的文件要求，计划编号20233883-T-469，下达日期2023年12月28日，项目名称“生物降解聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT该项目由北京工商大学牵头，由全国生物基材料及降解制品标准化技术委员会提出并技术归口，项目周期12个月。2、主要工作过程计划下达后，2024年1月29日全国生物基材料及降解制品标准化技术委员会组织各起草单位以线上会议形式召开了标准项目启动会，成立了“生物降解聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT）”标准起草工作组，安排工作计划，确定了工作方案，并对各阶段的任务进行了分配，确保按时按质完成标准制定任务。与会专家和各起草单位代表依据国内PBAT的研发、生产、销售等情况，结合欧美、日本等发达国家和地区对PBAT的理化性能、测试方法的要求，对标准草案的主要技术内容进行了讨论，明确了标准所规定的技术要求，提出了修改方向。起草工作组进一步收集、分析国内外相关标准、技术文献和资料，并对PBAT的市场现状和发展情况进行了深入调研，为标准条款的修改积累相关材料。同期进行了样品收集及验证试验。2024年4月，起草工作组召开了第二次工作研讨会，与会专家讨论整个标准修改稿和编制说明，对标准技术要求和试验方法进行了逐条审查和确定，提出了主要修改意见，建议按使用要求对PBAT进行分类，修改对苯二甲酸含量试验方法等，在2024年4月召开的起草单位内部工作会议上通过讨论达成一致意见，形成了标准“征求意见稿”。3、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作等本标准由北京工商大学、彤程化学（中国）有限公司、扬州惠通科技股份有限公司等单位共同起草。4所做的工作：北京工商大学全面协调标准起草工作，并负责对各阶段标准文件的审核。国家塑料制品质量检测中心（北京）、彤程化学（中国）有限公司、扬州惠通科技股份有限公司、山西华阳生物降解新材料有限责任公司、亿帆鑫富药业股份有限公司、金晖兆隆高新科技股份有限公司、宁波家联科技股份有限公司、新疆蓝山屯河化工股份有限公司、金发科技股份有限公司（珠海万通化工有限公司）、甘肃莫高实业发展股份有限公司、安徽雪郎生物科技股份有限公司、清华大学、四川大学负责评估标准技术指标和试验方法，并提供试验检测。杭州新当量化工科技有限公司、华峰集团有限公司、上海聚友化工有限公司、中国石化仪征化纤有限责任公司、万华化学集团股份有限公司、康辉新材料科技有限公司、山东道恩降解材料有限公司、山东睿安、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、扬州惠通新材料有限公司、会通新材料股份有限公司、江苏龙骏环保实业发展有限公司、合肥恒鑫生活科技股份有限公司、上海弘睿化工有限公司、湖南轩品新材料有限公司、龙都天仁生物材料有限公司、无锡华辰机电工业有限公司、山东清泉生物科技有限公司、南京立汉化学有限公司、浙江华发生态科技有限公司、浙江绿禾生态科技股份有限公司、深圳虹彩新材料科技有限公司、江南大学负责收集国内外相关标准、技术文献和资料，并对PBAT的市场现状和发展情况进行全面调研。北京工商大学负责对各方面的意见及建议进行归纳、分析。二、标准编制原则和主要内容1、标准编制原则本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的规则要求进行编写。2)先进性原则本标准所涉及的主要技术性能指标从满足实际需要出发，充分考虑相关国际标准和国外先进标准的要求，在符合国家产业发展政策以及可预期达到的条件下，积极地把先进技术、要求纳入本标准，推动产品提质增效，加快和国际市场接轨，提高PBAT产品的竞争力。3)适应性原则本标准代替GB/T32366-2015《生物降解聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT）》，近些年由于市场需求的增长，PBAT原料及生产工艺发展迅速，原标准规定的材4料要求已无法满足现有产品的性能指标需求。本标准的提出符合法律法规的规定且与相关标准协调。在确定标准的主要技术性能指标时，综合考虑了生产企业的能力和用户的使用需求，适应我国国情，有利标准的实施。本文件规定了聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT）树脂的分类、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等。本文件适用于以对苯二甲酸、己二酸、1,4-丁二醇为主要原料用直接缩聚法或扩链法生产的聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯树脂。与GB/T32366-2015相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下:1）增加了“分类”，由于目前PBAT适用领域更加广泛，不同用途的PBAT原料也有着不同的性能需要，所以为方便客户选用，将PBAT按应用需求分为专用级、挤出薄膜级、地膜级、涂层级、注塑级、发泡级；2）感官要求中为更加严格要求产品外观质量，增加无机械杂质及带有可见黑斑的3）修改了部分“理化性能”，包括：a.删除色值要求，目前PBAT生产工艺所生产的原料颜色没有太大差别，色值要求也没有了实际约束意义，所以去掉；b.删除微卡软化点，因为由于PBAT属于共聚酯，化学结构多变，微卡软化温度也并不是定值，所以将其去掉；c.删除弯曲强度和弯曲模量，PBAT材料韧性较好，但因为断裂伸长率已经可以反映材料的韧性，所以将弯曲强度和模量测试要求去掉；d.增加对苯二甲酸含量要求，在相同条件下，PBAT结构中对苯二甲酸含量越高则降解速度越慢，反之则越快，其中起主要决定因素的是苯环上的酯键。所以为保证PBAT的易生物降解属性，增加该测试要求。测试方法采用核磁共振法（NMR）氢谱测定PBAT共聚酯中对苯二甲酸含量，其原理是根据对苯二甲酸的苯环上1H化学位移不同，并按照他们的NMR谱峰面积比来计算对苯二甲酸-丁二酯（BT）和己二酸-丁二酯（BA）的mol含量比例，进而根据各组分分子量计算对苯二甲酸的含量；e.针对发泡级PBAT增加熔体强度的测试，熔体强度是指聚合物在熔融状态下支持自身质量的能力，是影响聚合物可发泡性的重要物性参数。测试方法可以采用熔体强度测试仪，或测试熔体质量流动速率后通过计算得到；4f.针对吹膜类PBAT增加对鱼眼的要求，鱼眼也称晶点，指薄膜中透明或半透明树脂形成的球状物块，鱼眼的存在对薄膜性能影响较大，所以需要对其单位面积的数量进行要求。其测试方法通过对吹膜制备的薄膜进行观察和计数得到；此外针对地膜增加条纹的要求，薄膜中出现的线形，圆锥形的细小突起及连续的鱼眼均称为条纹，由于地膜面积大，且一般为机械铺设，如果存在条纹缺陷，将大大限制机械铺设效率，条纹的测试方法也是通过对吹膜制备的薄膜进行观察和计数得到；g.对涂层级PBAT树脂增加熔胀比的要求，熔胀比是指材料在熔融状态下的分子量与晶体状态下的分子量之比，是聚合物流动特性的一个重要指标。测试方法采用计算熔体流动速率仪挤出物料直径与其口模直径的比值得到；h.针对挤出级PBAT，增加冲击强度的测试。冲击强度是指样抵抗冲击负荷作用的能力，冲击强度差的树脂不适于注塑成型。其测试方法采用GB/T1043.1测试简支梁缺口冲击强度；i.此外对地膜级树脂增加了“耐老化性”，包括耐水解和耐光老化性能。由于地膜使用时收光老化和水的影响较大，而纯PBAT材料抗水解性能比较差，因其分子结构中存在大量酯键，容易跟空气中的水分子发生反应，从而引起酯键断裂、材料性能下降；尤其在高温高湿的情况下，水解老化现象更加明显，PBAT的水解限制了其存储期限和使用性能。所以为提高地膜级PBAT的实用性，增加耐水解和耐光老化测试。耐水解测试通过沸水浴蒸煮后对比熔指变化测定，耐光老化测试在老化试验箱中进行测试。由于限塑令和“双碳”等环境减负的需求，生物降解材料的发展应用范围越来越广泛，目前PBAT材料的研发和生产也紧跟市场需求，出现了众多性能优异，适应性强的新牌号，而原标准所规定的性能指标已经无法满足现有的产品性能需求，所以本标准的制定解决了目前标准落后于应用的问题。本标准在制定过程中，充分考虑了新产品以及市场的发展需求，引领PBAT产业向实用、绿色、环保发展，具有显著的现实意义和战略意义。工作组形成标准草案后，由北京工商大学等对标准中规定的不同用途的PBAT树脂进行了试验验证，检测项目包括外观、密度、拉伸断裂负荷和断裂应变、熔指等。试4四、标准中涉及专利的情况本标准中不涉及专利问题。五、预期达到的社会效益等情况、对产业发展的作用等情况PBAT作为一种环境友好材料，是“十四五”塑料行业发展规划的重点任务之一，其生物降解属性也有助于我国尽快实现“双碳”目标。目前为响应市场对生物降解材料的需求，尤其是生物降解地膜等大批量的应用需求，PBAT产品性能、加工工艺进步速度明显加快，市场发展前景广阔。制定PBAT产品标准，有利于加强市场监管，可以保障消费者的合法权益，促进和提产品国际市场竞争力，推动产业的健康和可持续发展。本标准的制定，对PBAT产品的质量提高、保障生产企业和用户权益起到积极作用，并将产生广泛而深远的社会和经济效益。这些社会经济效益主要体现在：(1)通过标准的研制，明确标准指标，从而提高PBAT产品市场准入门槛。(2)通过标准的研制，质量监督部门有据可依，消费者有据可查，必将提高消费者的认可度，从而提高PBAT的市场占有率。六、与国际、国外对比情况本标准没有采用国际标准。本标准制定过程中未查到同类国际、国外标准。本标准水平为国内先进水平。七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性本标准属于生物基材料及降解制品标准体系中降解材料及制品大类，生物降解材料小类，推荐性产品标准，为推荐性国家标准。TC380的标准体系见下图1。本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。4八、重大分歧意见的处理经过和依据九、其它应予说明的7表1PBAT试验结果汇总表样品编号感观密度 g/cm 水分含量（%)熔体质量流动速率2.16kg)（g/10min)拉伸断裂应力（Mpa)拉伸断裂应变灰分羧基含量(mol/t）对苯二甲酸含量（%）鱼眼(0.3mm~2.0mm）（个/1200cm2）条纹(cm/20m2)简支梁缺度（kJ/m2)相对生物分解率1粒0.063.6020.15650.014