PBAT聚酯生分解熱熔膠：材料世界網

黃冠燁、朱育麟、徐健華、羅可軒、黃思瑜、韓裕民 / 工研院材化所

限塑環境下，各國提倡減少一次性塑膠產品的使用，推動可生物分解或可堆肥分解之塑膠應用。全球品牌大廠(如：雀巢、聯合利華、可口可樂)亦承諾2025年塑膠包材皆可再使用、回收或可環境生分解。在全球急籲減少塑膠使用量之聲浪下，若生分解包材上黏合之接著劑不具生分解性，仍將會造成環境問題。有鑑於此，若能開發可生分解性熱熔膠，應用於紙容器或是生分解之食品包裝，除了能確保使用安全性並降低環境負擔，更是循環經濟下一個新的商業機會。

【內文精選】

前言

Reduce、Recycle、Reuse是當今熱門的搜尋名詞，世界各國莫不積極推動環境永續經營，而國際大廠為實現循環經濟之最大驅動力。2008年以後，環保議題受到高度關注，限塑令數量迅速上升，擴及世界各國，在全球急籲減少塑膠使用量之聲浪下，接著劑亦面臨環保壓力。環保法規日趨嚴苛，不論在製品或是製程上，都希望趨向環保無毒、能源安全、環境永續。而熱熔膠(Hot-melt Adhesive)相較於其他接著劑，溶劑使用量低，低VOCs符合綠色環保趨勢，製造過程中亦無火災或爆炸的危險性，廣泛應用於印刷、包裝、建築、汽車內裝等領域，更深入民生用途，如飲料包裝標籤膠、書本黏合膠、封箱膠帶、紙袋貼合膠等。

圖三、熱融膠民生用途範例

熱熔膠產業面臨的挑戰

工研院IEK指出，2019年全球熱熔膠市場規模約有50.3億美元產值。以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate; EVA)規模最大，占全球熱熔膠市場43%，其餘為聚烯系(Polyolefin)占21.1%、苯乙烯嵌段共聚物(Styrenic Block Copolymers)占18.0%。這些材料皆為石化原料來源，不具生物降解性且難以自塑料中分離。而各國積極發展生分解(Biodegradable)塑膠期能取代一次性包材之同時，若其使用之接著劑或貼合之標籤膠不具生分解性，仍造成環境損害，無法實現永續經營。因此，開發生分解熱熔膠便成為全球熱熔膠產業之重點發展項目。

生分解熱熔膠發展現況

以往在熱熔膠的開發與生產過程中，往往只考慮其接著性能，針對材料降解性則較少著墨。近年來，隨著熱熔膠的使用量大幅提升，隨之而來的問題也日益浮現，再加上環保意識逐漸抬頭的趨勢，熱熔膠的開發也漸漸加入對環境友善的特性，像是生物可降解性，或是條件更嚴格的生物可堆肥性。目前生分解熱熔膠的開發方向分為兩種，一是全生物可分解，另一是部分生物可分解。已有專利文獻揭露相關成分，其中常被選用來當作生物可分解熱熔膠開發的主劑包含聚己內酯(Polycaprolactone; PCL)、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(Poly(butylene adipate-coterephthalate) ;PBAT)、聚乳酸-聚己內酯共聚物(PLA-co-PCL)、PLA與改性玉米澱粉，亦有專利挑選兩種以上的主劑來補足單一主劑不足的物性，像是利用改性玉米澱粉來提升黏稠度與內聚力。

連續式生分解聚酯改質技術

連續式反應押出(Reactive Extrusion)主要是以單或雙螺桿押出機作為反應器，藉此進行高分子改質或聚合等化學反應，搭配押出製程的連續式、無溶劑使用、獨立區段程序控溫與可抽換積木式螺塊幾何等優點，可應用於多種高分子反應。由於雙螺桿押出機於反應押出技術中能創造的變化性較高，因此成為反應押出的主流設備。

工研院開發生分解熱熔膠

因應接著劑產業面臨綠色環保轉型壓力，材化所在全生分解熱熔膠項目投入連續式生分解聚酯改質技術、生分解熱熔膠流變技術、生分解熱熔膠配方等技術之研發。為了有別於市面上現有產品，並迴避國際大廠專利，材化所目前主要發展PBAT為主體之生分解熱熔膠 ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。