Výrobné metódy materiálu PLA

Výrobné metódy materiálu PLA

  Existuje niekoľko priemyselných spôsobov, ako produkovať použiteľnú PLA s vysokou molekulárnou rýchlosťou. Kyselina mliečna a cyklický di-ester, laktid sú dva hlavné monoméry, ktoré sa na to používajú.

  Najbežnejšou metódou vytvárania PLA je polymerizácia laktidu otvárania kruhu s rôznymi kovovými katalyzátormi (typicky cínové okto) buď v roztoku alebo ako suspenzia. Reakcia katalyzovaná kovom má tendenciu viesť k recimácii PLA, čo znižuje stereoregularitu v porovnaní s východiskovým materiálom biomasy.

  Je tiež možné produkovať PLA priamou kondenzáciou monomérov kyseliny mliečnej. Tento proces sa vykonáva pri teplotách do 200 ° C, v ktorom sa vytvorí entropicky obľúbený laktidový monomér. Tento proces vytvára vodu ekvivalentnú každému kroku esterifikácie. Voda je potrebné odstrániť buď pomocou vákua alebo azeotropnou destiláciou na podporu polykondenzácie a dosiahnutie vysokej molekulárnej rýchlosti. Ešte vyššie molekulárne rýchlosti sa dá dosiahnuť kryštalizovaním surového polyméru z taveniny. Tým sa koncentruje koncové skupiny karbolyxickej kyseliny a alkoholu v amorfnej oblasti tuhého polyméru a reagujú na dosiahnutie molekulových hmotností 128–152 kDa.

  Polymerizáciou racemickej zmesi L- a D-laktidov je možné syntetizovať amorfný poly-DL-laktid (PDLLA). Stereospecifické katalyzátory môžu viesť k heterotaktickej PLA, o ktorej je známe, že vykazujú kryštalinita. Stupeň tejto kryštalinity je regulovaný pomerom použitých d k L enantioméru, ako aj typu použitého katalyzátora. Päťčlenná cyklická zlúčenina kyselina mliečna kyselina O-Carboxyanhydrid (LAC-OCA) sa tiež používa v akademickom prostredí namiesto kyseliny mliečnej a laktidu. Táto zlúčenina nevyrába vodu ako ko-produkt a je reaktívnejšia ako laktid. PLA bola tiež priamo biosyntetizovaná, zatiaľ čo kyselina mliečna bola tiež kontaktovaná so zeolitom, čím sa vytvoril jednokrokový proces, ktorý sa uskutočňuje pri teplote, ktorá je o 100 ° C nižšia.