Μέθοδοι Παραγωγής υλικού pla

Μέθοδοι Παραγωγής υλικού pla

  Υπάρχουν διάφοροι βιομηχανικοί τρόποι παραγωγής χρησιμοποιήσιμου PLA με υψηλό μοριακό ρυθμό. Το γαλακτικό οξύ και ο κυκλικός διεστέρας, το λακτίδιο είναι τα δύο κύρια μονομερή που χρησιμοποιούνται για αυτό.

  Η πιο κοινή μέθοδος δημιουργίας PLA είναι ο πολυμερισμός του λακτιδίου με διάνοιξη δακτυλίου με διάφορους μεταλλικούς καταλύτες (συνήθως οκτοϊκό κασσίτερο) είτε σε διάλυμα είτε ως εναιώρημα. Η αντίδραση που καταλύεται από μέταλλο τείνει να οδηγήσει σε εκ νέου εξάλειψη του PLA, η οποία μειώνει τη στερεοκανονικότητα σε σύγκριση με την πρώτη ύλη βιομάζας.

  Είναι επίσης δυνατή η παραγωγή PLA μέσω της άμεσης συμπύκνωσης μονομερών γαλακτικού οξέος. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται σε θερμοκρασίες κάτω των 200 °C, οπότε δημιουργείται ένα εντροπικά ευνοημένο μονομερές λακτιδίου. Αυτή η διαδικασία παράγει νερό ισοδύναμο σε κάθε στάδιο εστεροποίησης. Το νερό πρέπει να αφαιρεθεί είτε με τη χρήση κενού είτε μέσω αζεοτροπικής απόσταξης για να προωθηθεί η πολυσυμπύκνωση και να επιτευχθεί υψηλός μοριακός ρυθμός. Ακόμη υψηλότερες μοριακές ταχύτητες μπορούν να επιτευχθούν με κρυστάλλωση του ακατέργαστου πολυμερούς από το τήγμα. Αυτό συγκεντρώνει ακραίες ομάδες καρβολυξικού οξέος και αλκοόλης στην άμορφη περιοχή του στερεού πολυμερούς, αντιδρώντας για να επιτύχει μοριακά βάρη 128–152 kDa.

  Με τον πολυμερισμό ενός ρακεμικού μίγματος L- και D-λακτιδίων, είναι δυνατή η σύνθεση του άμορφου πολυ-DL-λακτιδίου (PDLLA). Οι στερεοειδικοί καταλύτες μπορούν να οδηγήσουν σε ετεροτακτικό PLA, το οποίο είναι γνωστό ότι εμφανίζει κρυσταλλικότητα. Ο βαθμός αυτής της κρυσταλλικότητας ελέγχεται από την αναλογία των εναντιομερών D προς L που χρησιμοποιούνται, καθώς και από τον τύπο του καταλύτη που χρησιμοποιείται. Η πενταμελής κυκλική ένωση Ο-καρβοξυανυδρίτης γαλακτικού οξέος (lac-OCA) έχει επίσης χρησιμοποιηθεί σε ακαδημαϊκό περιβάλλον αντί για γαλακτικό οξύ και λακτίδιο. Αυτή η ένωση δεν παράγει νερό ως συμπροϊόν και είναι πιο δραστική από το λακτίδιο. Το PLA έχει επίσης βιοσυντεθεί απευθείας, ενώ το γαλακτικό οξύ έχει επίσης έρθει σε επαφή με έναν ζεόλιθο, δημιουργώντας μια διαδικασία ενός σταδίου που λαμβάνει χώρα σε θερμοκρασία που είναι περίπου 100 °C χαμηλότερη.