مقدمة
PBAT (بولي بيوتيلين أديبات تيريفثالات، وبشكل أدق بولي(بيوتيلين أديبات-كو-تيريفثالات)) هو بوليستر مشترك قابل للتحلل الحيوي ومرن يُستخدم على نطاق واسع في الأفلام القابلة للتحويل إلى سماد، والأكياس، ومواد التعبئة المخلوطة. ويُقدَّر في صناعة البلاستيك لأنه يجمع بين صلابة LDPE وقابليته للمعالجة مع قابلية التحلل الحيوي تحت ظروف التسميد المتحكم فيها، مما يجعله مادة رئيسية في الانتقال من البلاستيك المرن التقليدي إلى البدائل القابلة للتحويل إلى سماد.
يُنتج PBAT عادةً من 1,4-بيوتانيديول وحمض الأديبيك وحمض التيريفثاليك أو ثنائي ميثيل تيريفثالات من خلال عملية التكثيف المتعدد، ويمكن ضبط خصائصه عن طريق تعديل التوازن بين أجزاء الأديبات المرنة وأجزاء التيريفثالات الأكثر صلابة. في الممارسة التجارية، غالبًا ما يُستخدم PBAT كـ مكون للتقوية والمرونة في المخاليط مع حمض البولي لاكتيك (PLA) أو المواد القائمة على النشا، حيث يساعد في التغلب على الهشاشة ويحسن أداء الفيلم.
تاريخيًا، ظهر PBAT كجزء من التطوير الأوسع للبوليسترات القابلة للتحلل الحيوي الأليفاتية-العطرية المصممة لسد الفجوة بين الأداء ومتطلبات نهاية العمر. وقد زادت أهميته الصناعية بشكل حاد في أفلام التعبئة والتغليف وأفلام التغطية الزراعية، وركزت الأبحاث الأخيرة على تحسين القوة وأداء الحاجز ومسارات إعادة التدوير الكيميائي مع تقليل الاعتماد على المواد الأولية المشتقة من الوقود الأحفوري.
في الوقت نفسه، يقع PBAT في قلب المناقشات حول الاستدامة. فهو قابل للتحلل الحيوي، لكنه عادةً ليس بديلاً عن البلاستيك التقليدي في جميع البيئات؛ وطريق التخلص المفضل له هو التسميد، وتعتمد فوائده المناخية والدائرية بشدة على اختيار المواد الأولية وطاقة العملية وبنية البنية التحتية للجمع. لذلك يركز التطوير المستقبلي على المونومرات الحيوية وطرق التصنيع منخفضة الكربون وأنظمة الحلقة المغلقة التي يمكنها استعادة المونومرات أو دمج PBAT في نماذج الاقتصاد الدائري الأوسع.
التاريخ والتطوير
تم تطوير PBAT كجزء من تطور كيمياء البوليستر القابل للتحلل الحيوي، حيث صُممت المواد للاحتفاظ بالخصائص الميكانيكية المفيدة مع تمكين التحلل البيولوجي تحت ظروف التسميد. ويعكس تصميمه تنازلاً متعمدًا: تزيد وحدات التيريفثالات العطرية من القوة والمقاومة الحرارية، بينما تزيد وحدات الأديبات الأليفاتية من المرونة ومعدل التحلل الحيوي.
تسارع التبني التجاري مع حصول التعبئة والتغليف القابلة للتحويل إلى سماد وأدوات خدمة الطعام والأفلام الزراعية على دعم تنظيمي وسوقي. أصبح PBAT مهمًا بشكل خاص كشريك خلط لـ PLA والنشا، لأن هذه البوليمرات غالبًا ما تظهر هشاشة أو سلوك معالجة صعب بمفردها. تصف الأدبيات الحديثة PBAT كواحد من أكثر البوليمرات القابلة للتحلل الحيوي إنتاجًا عالميًا، مما يؤكد انتقاله من مادة متخصصة إلى سلعة صناعية في قطاعات الاستخدام النهائي المختارة.
البنية الكيميائية والخصائص الرئيسية (نظرة فنية عامة)
PBAT هو بوليستر مشترك عشوائي مبني من روابط إستر متناوبة مشتقة من حمض الأديبيك وحمض التيريفثاليك مع 1,4-بيوتانيديول. تعطيه بنيته الهجينة توازنًا من النعومة والصلابة والاستقرار الحراري غير عادي بين البوليمرات القابلة للتحلل الحيوي.
| الخاصية | الطابع النموذجي |
|---|---|
| نوع البوليمر | بوليستر مشترك أليفاتي-عطري قابل للتحلل الحيوي |
| المونومرات الرئيسية | 1,4-بيوتانيديول، حمض الأديبيك، حمض التيريفثاليك |
| الشكل الفيزيائي | راتنج لدن بالحرارة، عادةً حبيبات |
| سمة الأداء الرئيسية | استطالة عالية، مقاومة جيدة للتمزق، قدرة على تشكيل الأفلام |
| درجة انصهار نموذجية | حوالي 110–120 °م |
| الدور النموذجي | أفلام مرنة، مخاليط قابلة للتحويل إلى سماد، أفلام تغطية |
تتمثل المزايا الرئيسية لـ PBAT في استطالته العالية عند الكسر ومقاومته الجيدة للتمزق وسلوكه الممتاز في بثق الأفلام، مما يجعله جذابًا لتطبيقات الأفلام المنفوخة. غالبًا ما تُوصف خصائصه الميكانيكية بأنها مشابهة لـ LDPE، خاصة في المرونة والصلابة.
القيود الحقيقية مهمة للاستخدام العملي:
- حاجز أكسجين منخفض → ناتج عن بنيته البوليسترية المرنة المفتوحة نسبيًا → الحل: استخدام هياكل متعددة الطبقات أو طلاءات حاجزة أو الخلط مع بوليمرات ذات حاجز أعلى.
- نفاذية بخار ماء عالية → ناتجة عن انخفاض البلورية وحركة السلسلة المرنة → الحل: استخدام الخلط أو السماكات الأكبر أو الإضافات الحاجزة في أفلام التعبئة.
- صلابة أقل من العديد من البلاستيك الهندسي → ناتجة عن غلبة الأجزاء الأليفاتية المرنة → الحل: التعزيز بالحشوات أو الألياف أو الخلط مع البوليمرات الحيوية الأكثر صلابة.
- التحلل الحيوي يعتمد على الظروف → ناتج عن الحاجة إلى النشاط الميكروبي والحرارة والرطوبة والأكسجين في أنظمة التسميد → الحل: التطبيقات المباشرة على تيارات التسميد المعتمدة بدلاً من الاستخدام في البيئة المفتوحة.
ميكانيكيًا، تسرّع الأجزاء الغنية بالأديبات التحلل المائي والهجوم الميكروبي، بينما تساعد وحدات التيريفثالات في الحفاظ على سلامة الشد لفترة كافية للمعالجة والخدمة. هذه القابلية للضبط أساسية للقيمة التجارية لـ PBAT.
المراجع
- •
Latest technical innovations... (2024, October 28). https://eureka.patsnap.com/blog/material-tech-resources/what-is-pbat/Link
- •
Polybutylene adipate terephthalate. (2007, October 17). Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Polybutylene_adipate_terephthalateLink
- •
Poly (butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT). (2024, December 1). https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/mame.202400179Link
- •
A study on the synthesis, modification and current market status of PBAT. (n.d.). https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/pdf/2023/22/e3sconf_isesce2023_04007.pdfLink
- •
Recent advances in poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT). (2026, July 28). https://www.frontiersin.org/journals/chemistry/articles/10.3389/fchem.2026.1862076/fullLink
- •
PBAT is biodegradable but what about the toxicity of its degradation intermediates? (2024, July 18). PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11258070/Link
- •
PBAT based composites. (n.d.). https://2024.sci-hub.se/6865/5ed1b53796b26e4a53e53181caeddf76/ferreira2017.pdfLink
- •
Formulations, processing, and application of poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT). (2025, May 23). PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12158065/Link
- •
Recent advances in PBAT (nano) composite materials for food packaging applications. (2025, July 20). https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/app.57163Link
- •
PBAT: Flexible biodegradable plastic for packaging. (2024, October 28). https://eureka.patsnap.com/blog/what-is-pbat/Link
- •
Polybutylene adipate terephthalate (PBAT): Flexible and compostable. (2026, July 8). https://www.vegeplast.com/en/blog/pbat-polybutylene-adipate-terephtalate-biodegradableLink
- •
What is PBAT (polybutylene adipate terephthalate)? (2025, November 14). https://www.usmasterbatch.com/news/what-is-pbat-polybutylene-adipate-terephthalate.htmlLink
- •
The biodegradable polymer PBAT is hitting the big time. (2021, September 19). C&EN. https://cen.acs.org/business/biobased-chemicals/biodegradable-polymer-PBAT-hitting-big/99/i34Link
- •
Poly(butylenadipat-co-terephthalat). (2016, April 30). Wikipedia. https://de.wikipedia.org/wiki/Poly(butylenadipat-co-terephthalat)Link
- •
WO2017152597A1 - Pbat resin composition. (2016, August 30). Google Patents. https://patents.google.com/patent/WO2017152597A1/enLink
- •
Biodegradable poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT). (2023, August 1). https://pure.psu.edu/en/publications/biodegradable-polybutylene-adipate-co-terephthalate-pbat/Link
- •
Polybutyrate - An overview. (n.d.). ScienceDirect. https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/polybutyrateLink
- •
What is PBAT plastic? Pros and cons of PBAT. (2023, February 9). EuroPlas. https://europlas.com.vn/en-US/blog-1/what-is-pbat-plastic-pros-and-cons-of-pbatLink
- •
Complete biodegradable plastics compared: PHA, PHB, PBAT, PLA, PBS, PCL and TPS. (2025, July 2). https://specialty-polymer.com/biodegradable-compared-pha-phb-pbat-pla-pbs-pcl-and-tps/Link
- •
What is PBAT plastic? Properties, uses & benefits guide. (2026, April 24). https://salesplastics.com/what-is-pbat-plastic/Link
- •
Microorganisms and enzymes involved in polybutylene adipate-co-terephthalate degradation. (2025, October 7). PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12504347/Link
- •
Techno-economic analysis and life cycle assessment of the production of PBAT. (n.d.). OSTI. https://www.osti.gov/servlets/purl/2406960Link
- •
Closing the loop for poly(butylene-adipate-co-terephthalate) (PBAT). (2024, April 2). RSC. https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2024/gc/d3gc04728hLink
- •
Recent progress in PBAT-based films and food packaging applications. (2023, August 1). PubMed. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37897823/Link
- •
Based biodegradable polymer during compost storage. (2023, March 24). PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10097148/Link
- •
The biodegradable polymer PBAT is hitting the big time. (2021, September 19). C&EN. https://cen.acs.org/business/biobased-hemicals/biodegradable-polymer-PBAT-hitting-big/99/i34Link
- •
Towards sustainable production of polybutylene adipate terephthalate (PBAT). (2024, September 4). NIH. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11632578/Link
- •
Highly enhanced mechanical strength and toughness of biodegradable PBAT plastics through a biobased multiple hydrogen bonding strategy. (2024, July 22). ACS. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.4c01153Link
- •
Obtention and characterization of bio-based composite PBAT/PLA. (2026, March 9). PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12986860/Link
- •
Understanding PBAT: A key component in compostable film. (2024, August 13). https://www.ecopackables.com/blogs/news/understanding-pbat-a-key-component-in-compostable-filmLink
- •
Properties of biodegradable films based on poly(butylene succinate) and poly(butylene adipate-co-terephthalate). (2020, October 10). PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7600530/Link
- •
From plastic to PBAT packaging: How retail giants like Walmart... (2025, December 23). https://naturepoly.com/pbat-packaging-retails-shift-compostable-packaging/Link
- •
Properties and degradability of poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT). (2022, January 26). PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8838338/Link
- •
An overview on synthesis, properties and applications of poly(butylene adipate-co-terephthalate). (n.d.). ScienceDirect. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542504820300014Link