Metode proizvodnje pla materijala

Metode proizvodnje pla materijala

  Postoji nekoliko industrijskih načina za proizvodnju upotrebljivog PLA s visokom molekularnom brzinom. Mliječna kiselina i ciklički di-ester, laktid, dva su glavna monomera koja se koriste za to.

  Najčešća metoda stvaranja PLA je polimerizacija laktida s otvaranjem prstena s različitim metalnim katalizatorima (obično kositrenim oktoatom) bilo u otopini ili kao suspenzija. Reakcija katalizirana metalom ima tendenciju dovesti do recemizacije PLA, što smanjuje stereoregularnost u usporedbi s početnim materijalom iz biomase.

  Također je moguće proizvesti PLA izravnom kondenzacijom monomera mliječne kiseline. Ovaj se proces provodi na temperaturama ispod 200 °C, pri čemu nastaje laktidni monomer s entropijskim djelovanjem. Ovaj proces stvara vodu ekvivalentnu svakom koraku esterifikacije. Vodu je potrebno ukloniti vakuumom ili azeotropnom destilacijom kako bi se pospješila polikondenzacija i postigla visoka molekularna brzina. Još veće molekularne brzine mogu se postići kristalizacijom sirovog polimera iz taline. Ovo koncentrira krajnje skupine karboliksične kiseline i alkohola u amorfnom području čvrstog polimera, reagirajući kako bi se postigla molekularna težina od 128-152 kDa.

  Polimerizacijom racemske smjese L- i D-laktida moguće je sintetizirati amorfni poli-DL-laktid (PDLLA). Stereospecifični katalizatori mogu dovesti do heterotaktičkog PLA, za koji je poznato da pokazuje kristalnost. Stupanj te kristalnosti kontrolira se omjerom D i L enantiomera koji se koriste, kao i vrstom katalizatora koji se koristi. Peteročlani ciklički spoj O-karboksianhidrid mliječne kiseline (lac-OCA) također se koristi u akademskom okruženju umjesto mliječne kiseline i laktida. Ovaj spoj ne proizvodi vodu kao koproizvod i reaktivniji je od laktida. PLA je također izravno biosintetiziran, dok je mliječna kiselina također dovedena u kontakt sa zeolitom, stvarajući proces u jednom koraku koji se odvija na temperaturi koja je oko 100 °C niža.