Interpretation of GB/T 32366-2025, Biodegradable poly (butylene adipate terephthalate) (PBAT)
ZHOU Yingxin WENG Yunxuan (Beijing TechnologyandBusinessUniversity)
Abstract:TeatioalsaardG/366-5odegradableolyutylenedpateterephtlate)(BT,sbld on March28,2025.This paperbrieflydescribes therelevantsituationat homeandabroad,thebackgroundoftherevisionof thestandard,andthesructureofthesandardandinterprets teelevanttechnicalindicatorsinteoldandnewesiosof the standard, in order to provide a reference for users.
Keywords: poly (butylene adipate terephthalate); biodegradable; interpretation; national standard
0 引言
塑料的使用不僅消耗了大量的石油及能源,并且由于無法自然降解,在燃燒時所釋放出大量的二氧化碳,可造成甚至加劇“溫室效應”和“白色污染”。因此衛生填埋(用土掩埋垃圾)和廢物利用是消除塑料廢棄物、減少污染的有效手段。然而不管是回收利用,衛生填埋、焚燒,終究不能避免無法回收再利用的一次性包裝制品釋放到密閉垃圾處理系統外,從而污染環境。
開發可生物分解的塑料是解決問題的重要途徑之一。目前在全球范圍內,生物降解塑料的產能已近100萬噸,并且每年速度增長超過 20% “十三五”期間,生物降解塑料作為塑料行業發展的重點,得到快速發展;國內產能已達50萬噸左右,其中PBAT的產能已超過20萬噸/年,預計生物降解塑料在“十四五”期間將有發展的更好。
2020年1月19日國家發改委發布了“關于進一步加強塑料污染治理的意見”,2019年出臺的土壤法明確了鼓勵使用生物降解農膜,2019年通過的《固體廢物污染環境防治法(修訂草案)》中明確鼓勵研發與生產可在環境中降解的薄膜及商品包裝。2020年12月海南省開始全面禁止不可降解一次性塑料餐飲具和購物袋等,2015年1月1日吉林省“禁塑令”開始在全省范圍內執行。在我國部分城市,已開始強制實行生活垃圾分類,外賣包裝、電商包裝和郵政快件包裝綠色化已是必然趨勢。
由于限塑令和“雙碳”等環境減負目標的需求,可生物降解材料的應用領域越來越廣泛。為響應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用需求,苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)產品性能、加工工藝進步速度明顯加快,市場發展前景廣闊。目前PBAT材料的研發和生產也緊跟市場需求,出現了眾多性能優異,適應性強的新牌號,原標準GB/T32366—2015《生物降解聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)》所規定的性能指標已經無法滿足現有的產品性能需求。
因此,修訂生物降解聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯標準顯得尤為重要。在本次修訂中,充分考慮了新產品以及市場的發展需求,引領PBAT產業向實用、綠色、環保發展,具有顯著的戰略意義和現實意義。標準的修訂有利于加強市場監管,可以保障消費者的合法權益,促進和提升產品國際市場競爭力,推動產業的健康和可持續發展。
1修訂背景
隨著人們環保意識的提升,有關生物降解材料應用越來越多。PBAT作為一種環境友好材料,是“十四五”塑料行業發展規劃的重點任務之一,其生物降解屬性也有助于我國盡快實現“雙碳”目標。目前PBAT材料的研發和生產緊跟市場需求,總產能超過200萬噸/年,同時出現了眾多性能優異,適應性強的新牌號,而舊標準所規定的技術指標已無法滿足現有產品的性能需求。此外近幾年PBAT樹脂在農用地膜、購物袋等領域得到了大規模的推廣和應用,隨著市場需求的迅猛增長,PBAT樹脂市場也出現了很多亂象,諸如副牌料等一批不達標產品在市場上公開銷售,而且還被下游企業在有心或無心的情況下使用,用于制品生產,其制品在終端市場被消費者應用后,低劣的使用性能大大降低了普通消費者對生物降解材料的認可度,甚至發生了大量的退貨、賠償事件,也給制品企業帶來了非常大的損失。所以從源頭嚴格要求樹脂質量,對副牌料可能發生的以次充好鉆空子的情況嚴格管控,嚴格、詳細規范樹脂各項性能參數,將有助于規范推動PABT行業全鏈條的健康發展。
GB/T32366—2015于2015年發布,標齡已達十余年。隨著使用要求的改變及生產技術進步,產品種類增加和應用范圍不斷擴大的需求,標準所規定的性能指標已經無法滿足現有的產品性能需求。因此,對GB/T32366—2015進行修訂顯得尤為重要,這將對PBAT樹脂的生產、檢驗、銷售等環節起到規范和指導作用,有助于規范推動行業全鏈條的健康發展。
2 國內外情況
PBAT技術已經達到工業化生產水平,應用其開發出來的產品主要為膜類材料,常與聚乳酸、淀粉等生物基生物降解材料共混吹膜,用于一次性包裝、農膜等,也可作為其它生物降解材料的改性劑。世界上生產的廠家包括了德國巴斯夫公司、中國的浙江杭州鑫富科技有限公司、廣州金發科技股份有限公司、甘肅莫高聚和環保新材料科技有限公司、新疆藍山屯河化工股份有限公司等具備一定的生產能力,并且還有大批生產線正在建設或計劃建設中。
3 整體架構介紹
國家標準GB/T32366—2025《生物降解聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)》(以下簡稱標準)于2025年3月28日發布,2025年10月1日實施。標準的整體框架包括:“范圍”“規范性引用文件”“術語和定義”“分類”“要求”“試驗方法”“檢驗規則”“標志、包裝、運輸和貯存”等章節。
“范圍”章節明確了標準適用于以對苯二甲酸(或其二甲酯)、己二酸、1,4-丁二醇為主要原料用直接縮聚法或擴鏈法生產的聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯樹脂。
“術語和定義”章節對“魚眼”的定義進行明確,即薄膜中的透明或半透明樹脂形成的球狀物塊稱為魚眼。
“分類”章節中,按PBAT樹脂加工方式分為薄膜級、地膜級、流延級、注塑級和發泡級。按實際應用需求,擠出薄膜級用于購物袋、垃圾袋等生產;地膜級用于農用地膜生產;流延級用于淋膜紙生產;注塑級用于刀叉勺等餐具生產;發泡級用于泡沫箱生產。
“要求”章節明確了關鍵技術指標,包括感官、密度、水分含量、熔點、熔體質量流動速率、色值、拉伸斷裂應力、拉伸斷裂應變、灰分、羧基含量、對苯二甲酸組成比例、魚眼、溶脹比、簡支梁缺口沖擊強度、生物降解性能、耐老化性能等。
“試驗方法”章節主要是根據“要求”章節中出現的指標,分別規定對應的試驗方法,以保障PBAT樹脂測試結果的準確性和重現性。
“檢驗規則”章節規定了組批、抽樣、出廠檢驗、型式檢驗、判定規則。
“標志、包裝、運輸和貯存”章節明確了對PBAT樹脂的標志、包裝、運輸和貯存等環節的要求。
定,包括感官、物理性能、生物降解性能、耐老化性能,充分展現目前行業的技術水平。相比舊標準,增加了魚眼、簡支梁缺口沖擊強度、耐光老化等影響制品的要求,使產品性能更契合實際使用場景。
4.1感觀
對產品外觀質量進行嚴格要求,在大小均勻的本色顆粒的基礎上,新版標準增加了無機械雜質、無可見黑斑要求。測試方法為自然光下目測。
4.2物理性能
物理性能包括:密度、水分含量、熔點、熔體質量流動速率、色值、拉伸斷裂應力、拉伸斷裂應變、灰分、羧基含量、對苯二甲酸組成比例、魚眼、溶脹比、簡支梁缺口沖擊強度(詳見表1)。相較于舊標準,刪除彎曲強度、彎曲模量、維卡軟化點等非關鍵要求,讓標準更聚焦核心性能。
4.2.1密度
密度體現了材料在單位體積內的質量。按照GB/T 1033.1\"中的液體比重瓶法或浸漬法進行測試。
4.2.2水分含量
對水分含量的要求從 lt;0.1% ,提高到了?0.08% ,因為水分對PBAT的貯存期、使用性能影響非常明顯,因此為保障使用需求,對該性能指標進行了提升,測試方法為GB/T12006.2—2009中的B法:壓力測量法。
4.2.3熔點
修改地膜級樹脂熔點要求為 110~125°C ,其他級別要求為 115~122°C 。按GB/T 19466.3[3] 的規定進行測定,升溫速率
。由于地膜級樹脂的使用環境、農作物生長期限的需求,對薄膜的降解時間要求不一致,而材料降解性能和熔點存在一定關系,所以地膜級材料熔點范圍與其他級別有所區別。
4技術指標解讀
4.2.4熔體質量流動速率偏差
標準中針對PBAT樹脂的相關指標進行了規
調整了熔體質量流動速率要求,針對發泡級PBAT熔體質量流動速率要求為不高于 3.5g/10 min,擠出薄膜級、地膜級熔體質量流動速率3\~8g/10min ,涂層級大于8
按GB/T3682.2—2018[4]"中規定進行,試驗條件為溫度: 190°C 、負荷 :2.16kg

4.2.5色值
按 GB/T 14190—20175中5.5.2規定進行。打開包裝 10min 內完成測試,對于非新開包樹脂,80°C 真空烘箱干燥4h后, 10min 內完成測試。
4.2.6拉伸斷裂應力和拉伸斷裂應變
對于所有級別PBAT樹脂的拉伸斷裂應力應大于等于 15MPa ,拉伸斷裂應變應大于等于 500% 。測試方法為按6.1.1制備1A型試樣,按6.2進行狀態調節。按GB/T1040.2—2022規定進行試驗。試驗速度為 50mm/min 。
4.2.7灰分
按 GB/T9345.1[7] 規定進行,采用直接鍛燒法(方法A),煅燒溫度 850°C±50°C 。
4.2.8羧基含量
對不同級別樹脂的羧基含量進行了區別要求,其中擠出薄膜級、地膜級要求羧基含量不高于 20% ,涂層級、注塑級、發泡級要求羧基含量不高于 30% 。因為端羧基含量會影響PBAT的降解速度,含量越高,降解速度越快,此外對材料的力學性能也會有影響。羧基含量測試方法按GB/T14190—2017中方法A規定進行。
4.2.9對苯二甲酸組成比例
在相同條件下,PBAT結構中對苯二甲酸組成比例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上的酯鍵,此外對苯二甲酸含量也會影響薄膜的熱封性能。所以為保證PBAT的易生物降解屬性及熱封性能,本標準增加了對苯二甲酸組成比例要求。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組成比例。
4.2.10魚眼
魚眼也稱晶點,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,且地膜面積大,且一般為機械鋪設,如果存在較多魚眼缺陷,將大大影響機械鋪設效率,所以需要對其單位面積的數量進行要求。針對擠出級、地膜級
PBAT增加對魚眼的要求,測試方法為通過對吹膜制備的薄膜進行觀察和計數。
4.2.11熔脹比
熔脹比是指材料在熔融狀態下的分子量與晶體狀態下的分子量之比,是聚合物流動特性的一個重要指標。本標準增加了流延級PBAT樹脂熔脹比的要求,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。
4.2.12簡支梁缺口沖擊強度
下降;尤其在高溫高濕的情況下,水解老化現象更加明顯,PBAT的水解限制了其存儲期限和使用性能。因此為提高地膜級PBAT的實用性,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箱中進行測試。地膜級PBAT樹脂要求熔體質量流動速率變化率 ?100% ,老化后縱向拉伸斷裂應變9% ,橫向拉伸斷裂應變 ?50% 。
沖擊強度取決于材料抵抗沖擊負荷的能力,沖擊強度不佳的樹脂不適于注塑成型。因此針對注塑級PBAT樹脂,增加簡支梁缺口沖擊強度的測試,測試方法為GB/T 1043.1]。
4.3生物降解性能
生物降解性能應符合GB/T41010的規定。
4.4耐老化性能
對地膜級樹脂增加了耐老化性能要求,包括耐水解和耐光老化性能。由于地膜使用時受光老化和水的影響較大,而純PBAT材料抗水解性能比較差,因其分子結構中存在大量酯鍵,容易跟空氣中的水分子發生反應,從而引起酯鍵斷裂、材料性能
5結語
GB/T32366—2025《生物降解聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)》標準突出亮點,用途分類更加精準、技術要求更加實用、試驗方法更加科學,對PBAT在生產、加工、銷售和應用等方面起到指導作用。本標準對PBAT產品質量提升、生產企業和用戶權益保障起到積極作用,使監管部門有據可依,消費者有據可查。此外對于國家戰略性新興產業規劃的實施起到保障作用,對行業快速發展將起到積極的推進作用,具有巨大社會效益和經濟效益。
參考文獻
[1]中國國家標準化管理委員會.塑料非泡沫塑料密度的測定第1部分浸漬法、液體比重瓶法和滴定法:GB/T1033.1[S].北京:中國標準出版社.
[2]中國國家標準化管理委員會.塑料聚酰胺第2部分:含水量測定:GB/T12006.2—2009[S].北京:中國標準出版社.
[3]中國國家標準化管理委員會.塑料差示掃描量熱法(DSC)第3部分:熔融和結晶溫度及熱焓的測定:GB/T19466.3[S].北京:中國標準出版社.
[4]中國國家標準化管理委員會.塑料熱塑性塑料熔體質量流動速率(MFR)和熔體體積流動速率(MVR)的測定第2部分:對時間-溫度歷史和(或)濕度敏感的材料的試驗方法:GB/T3682.2—2018[S].北京:中國標準出版社.
[5]中國國家標準化管理委員會.纖維級聚酯(PET)切片試驗方法:GB/T14190—2017[S].北京:中國標準出版社
[6]中國國家標準化管理委員會.塑料拉伸性能的測定第2部分:模塑和擠塑塑料的試驗條件:GB/T1040.2—2022[S].北京:中國標準出版社.
[7]中國國家標準化管理委員會.塑料灰分的測定第1部分:通用方法:GB/T9345.1[S].北京:中國標準出版社.
[8] 中國國家標準化管理委員會.塑料簡支梁沖擊性能的測定第1部分:非儀器化沖擊試驗:GB/T1043.1[S].北京:中國標準出版社.
[9]中國國家標準化管理委員會.生物降解塑料與制品降解性能及標識要求:GB/T41010[S].北京:中國標準出版社.