Metode izdelave pla materiala

Metode izdelave pla materiala

  Obstaja več industrijskih načinov za proizvodnjo uporabnega PLA z visoko molekularno stopnjo. Mlečna kislina in ciklični di-ester laktid sta dva glavna monomera, ki se uporabljata za to.

  Najpogostejša metoda ustvarjanja PLA je polimerizacija laktida z odpiranjem obroča z različnimi kovinskimi katalizatorji (običajno kositrov oktoat) v raztopini ali suspenziji. Reakcija, ki jo katalizira kovina, ponavadi vodi do recemizacije PLA, kar zmanjša stereopravilnost v primerjavi z začetnim materialom iz biomase.

  PLA je mogoče proizvesti tudi z neposredno kondenzacijo monomerov mlečne kisline. Ta postopek se izvaja pri temperaturah pod 200 °C, pri čemer nastane entropično prednostni laktidni monomer. Ta proces ustvari vodo, enakovredno vsaki stopnji zaestrenja. Vodo je treba odstraniti z uporabo vakuuma ali z azeotropno destilacijo, da se pospeši polikondenzacija in doseže visoka molekularna stopnja. Še višje molekularne stopnje je mogoče doseči s kristalizacijo surovega polimera iz taline. To koncentrira končne skupine karboliksične kisline in alkohola v amorfnem območju trdnega polimera, ki reagirajo, da dosežejo molekulsko maso 128–152 kDa.

  S polimerizacijo racemne mešanice L- in D-laktidov je mogoče sintetizirati amorfni poli-DL-laktid (PDLLA). Stereospecifični katalizatorji lahko vodijo do heterotaktičnega PLA, za katerega je znano, da kaže kristaliničnost. Stopnja te kristaliničnosti je nadzorovana z razmerjem med uporabljenimi enantiomeri D in L, kot tudi z vrsto uporabljenega katalizatorja. V akademskem okolju se namesto mlečne kisline in laktida uporablja tudi petčlenska ciklična spojina O-karboksianhidrid mlečne kisline (lac-OCA). Ta spojina ne proizvaja vode kot soprodukta in je bolj reaktivna kot laktid. PLA je bil tudi neposredno biosintetiziran, medtem ko je bila mlečna kislina prav tako v stiku z zeolitom, kar je ustvarilo enostopenjski proces, ki poteka pri temperaturi, ki je približno 100 °C nižja.