プラ材の製造方法

プラ材の製造方法

  高い分子速度で使用可能な PLA を製造する工業的な方法がいくつかあります。乳酸と環状ジエステルであるラクチドが、これに使用される 2 つの主要なモノマーです。

  PLA を作成する最も一般的な方法は、溶液または懸濁液中でさまざまな金属触媒 (通常はオクタン酸スズ) を使用してラクチドを開環重合することです。金属触媒反応は PLA の再利用につながる傾向があり、バイオマス出発材料と比較すると立体規則性が低下します。

  乳酸モノマーの直接縮合によって PLA を製造することも可能です。このプロセスは 200 °C 以下の温度で実行され、その時点でエントロピー的に有利なラクチドモノマーが生成されます。このプロセスでは、エステル化の各段階に相当する水が生成されます。重縮合を促進し、高い分子速度を達成するには、真空を使用するか共沸蒸留によって水を除去する必要があります。溶融物から粗ポリマーを結晶化することにより、さらに高い分子速度を達成することができる。これにより、固体ポリマーの非晶質領域にカルボン酸とアルコールの末端基が集中し、反応して分子量 128 ～ 152 kDa が得られます。

  L-ラクチドとD-ラクチドのラセミ混合物を重合することにより、非晶質ポリ-DL-ラクチド（PDLLA）を合成することができます。立体特異的触媒は、結晶性を示すことが知られているヘテロタクチック PLA を生成する可能性があります。この結晶化度は、使用する D 対 L 鏡像異性体の比率、および使用する触媒の種類によって制御されます。 5 員環化合物である乳酸 O-カルボキシ無水物 (lac-OCA) も、乳酸やラクチドの代わりに学術環境で使用されています。この化合物は副生成物として水を生成せず、ラクチドよりも反応性が高くなります。 PLA も直接生合成され、乳酸もゼオライトと接触し、約 100 °C 低い温度で行われる 1 段階プロセスが作成されます。