PBIAT是什么？与PBAT有什么关系？会危及PBAT地位吗

生物降解材料研究院报道，10月7日，韩国三养（Samyang）株式会社代表姜浩城宣布，已在全州工厂开始量产生物降解塑料“PBIAT”。

PBIAT（Poly Butylene Isosorbide Adipate-co-Terephthalate）是三养使用异山梨醇自主开发的一种生物降解塑料，通过用异山梨醇改性PBAT，从而改善现有的石油基可生物降解塑料PBAT的一些缺点。

三养公司表示，由于含有异山梨醇——一种生物材料，因此与PBAT相比，PBIAT是碳中性的，且在土壤中的分解速度更快。另外，它比PBAT更强韧，因此可以用更少的原材料制造出比PBAT更薄更坚韧的产品，从而减少塑料的使用量。

三养计划利用PBIAT的优异性能和高生态友好性，替代包括PBAT在内的一般生物降解塑料。

本次三养公司生产的PBIAT用于一次性袋子的生产，未来应用范围将扩大到农用地膜，并且正考虑将市场扩大到一次性可生物降解吸管和胶带粘合剂，以及作为主要市场的薄膜类型。

此外，PBIAT可以还通过满足欧盟生物降解塑料监管要求进入欧盟市场。在欧洲，一次性塑料袋只有在生物质含量超过50%的情况下才能使用，而三养目前就能够生产含有高达50%生物质的PBIAT，并且还在不断研究提高生物质含量的技术。

那么，PBIAT中使用的异山梨醇到底是何方神圣？为什么要用它来改性？

什么是异山梨醇？

异山梨醇是山梨醇的2次脱水产物，是一种新型生物基材料。其原料山梨醇来源丰富、价格便宜，因此异山梨醇是唯一在工业上实现大批量生产的糖类二醇。

由于分子结构内含有2个反位连接的四氢呋喃环和分别位于内(C2) 外(C3)2面的羟基，异山梨醇被誉为是仅次于聚乳酸的未来重要生物基化工原料，并广泛应用于食品、化妆品、塑料、医药等领域。

目前，将异山梨醇作为单体用于聚醚、聚酯、聚氨酯和聚碳酸酯等聚合物的改性，已成为研究热点。

异山梨醇改性生物降解聚酯

异山梨醇参与聚合可以改善聚合物的高温性能和抗冲击性能，赋予材料光学透明性以及生物可降解性。目前三养公司尚未披露其PBIAT产品的具体制备流程，在生物降解聚酯方面，将异山梨醇与PBS制成共聚酯的研究也相对较多，因此本文将以PBS为例介绍异山梨醇对于生物降解聚酯的改性研究。

PBS具有优异的加工性，且其力学性能与聚乙烯、聚丙烯相当,备受国内外研究人员的广泛关注，但它本身仍存在一些不足，如玻璃化转变温度低、力学性能不够高等，因此,为扩大PBS的应用范围,需要对其进行共聚或共混改性。采用具有刚性环状结构的异山梨醇经熔融缩聚法对PBS进行共聚改性，可使其玻璃化转变温度、力学性能及降解性能均有所提高。

如哈尔滨工业大学曲德智采用异山梨醇作为第三单体，对PBS聚酯进行了共聚改性研究，并采用熔融缩聚的方法制备了聚丁二酸丁二醇-异山梨醇酯（PBIS）。

通过对共聚酯热力学性能、机械性能等进行分析表征，发现异山梨醇的引入破坏了分子链的规整性，使共聚酯的结晶度和熔点降低，并且异山梨醇对分子链刚性的增加会提高共聚酯的玻璃化转变温度，在其含量超过40mol%时对共聚酯热稳定性的提高较明显；另外，异山梨醇的引入对共聚酯的拉伸强度和断裂伸长率的影响呈现先升高后降低的趋势，异山梨醇含量为8mol%时机械性能最佳。

通过对共聚酯在不同温度下的水解、自然水体中的降解以及模拟自然环境下进行的降解测试，结果表明PBS及其共聚物均能在自然条件下进行降解，并且异山梨醇的引入能够加速共聚酯的降解。

该论文还初步探讨了PBIS可能的应用方向。PBIS共聚酯能够通过平挤上吹的方法吹塑制备成薄膜，并且与热压法制备的薄膜相比，拉伸强度、气体阻隔性均有一定程度的提高，但会使断裂伸长率降低。异山梨醇的引入能够有效的提高共聚酯薄膜与45#钢板的热覆合性能，因此将PBIS共聚酯作为热熔胶对45#钢板进行粘接，通过剪切性能的测试结果反应出异山梨醇能够有效的提高热熔胶对45#钢板的粘接强度，PBIS80粘接的剪切强度达到7.9MPa。PBIS共聚酯具有良好的加工性能，并且其在薄膜以及热熔胶领域具有良好的应用前景。

四川大学的段荣涛、董雪等人采用熔融扩链法，制备了高分子量的全生物基聚丁二酸丁二醇酯(PBS)-聚丁二酸异山梨醇酯嵌段共聚酯。研究表明嵌段共聚酯保持了PBS优异的热稳定性和结晶性能，并且异山梨醇的引入可使PBS的力学性能得到明显地提高和调控，随着异山梨醇含量的增加，嵌段共聚酯的拉伸强度先增加后降低,断裂伸长率约是PBS的2倍，其中，当异山梨醇含量达60mol%时，嵌段共聚酯的屈服强度由PBS的35.0MPa增至43.0MPa。

参考文献：

[1]朱虹，李春虎，牟新东．异山梨醇的制备及应用研究进展［J］，现代化工，2011，31(1) : 68-71．

[2]段荣涛,董雪,李德福,汪秀丽,王玉忠.含异山梨醇的全生物基PBS嵌段共聚酯的制备及性能[J].高分子学报,2016(01):70-77.

[3]曲德智. 可降解异山梨醇多元共聚酯的合成及性能研究[D].哈尔滨工业大学,2019.

[4]吴鹏,李瑛.异山梨醇的制备及应用研究[J].聚酯工业,2021,34(02):22-24.