Spôsoby výroby pla materiálu

Spôsoby výroby pla materiálu

  Existuje niekoľko priemyselných spôsobov výroby použiteľného PLA s vysokou molekulárnou rýchlosťou. Kyselina mliečna a cyklický diester laktid sú dva hlavné monoméry používané na tento účel.

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

  Je tiež možné vyrobiť PLA priamou kondenzáciou monomérov kyseliny mliečnej. Tento proces sa uskutočňuje pri teplotách nižších ako 200 °C, kedy sa vytvára entropicky preferovaný laktidový monomér. Tento proces generuje vodu ekvivalentnú každému kroku esterifikácie. Voda sa musí odstrániť buď pomocou vákua alebo pomocou azeotropickej destilácie, aby sa podporila polykondenzácia a dosiahla sa vysoká molekulárna rýchlosť. Ešte vyššie molekulové rýchlosti možno dosiahnuť kryštalizáciou surového polyméru z taveniny. Toto koncentruje koncové skupiny karbolyxovej kyseliny a alkoholu v amorfnej oblasti pevného polyméru, pričom reagujú tak, aby sa dosiahli molekulové hmotnosti 128–152 kDa.

  Polymerizáciou racemickej zmesi L- a D-laktidov je možné syntetizovať amorfný poly-DL-laktid (PDLLA). Stereošpecifické katalyzátory môžu viesť k heterotaktickej PLA, o ktorej je známe, že vykazuje kryštalinitu. Stupeň tejto kryštalinity je riadený pomerom D a L enantiomérov, ktoré sa používajú, ako aj typom katalyzátora, ktorý sa používa. Päťčlenná cyklická zlúčenina O-karboxyanhydrid kyseliny mliečnej (lac-OCA) sa tiež používa v akademickom prostredí namiesto kyseliny mliečnej a laktidu. Táto zlúčenina neprodukuje vodu ako vedľajší 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 prebieha pri teplote, ktorá je približne o 100 °C nižšia.