วิธีการผลิตวัสดุปลา

วิธีการผลิตวัสดุปลา

  มีหลายวิธีทางอุตสาหกรรมในการผลิต PLA ที่ใช้งานได้ซึ่งมีอัตราโมเลกุลสูง กรดแลคติคและไซคลิกไดเอสเทอร์ แลคไทด์เป็นโมโนเมอร์หลักสองตัวที่ใช้สำหรับสิ่งนี้

  วิธีการทั่วไปที่สุดในการสร้าง PLA คือปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของแลคไทด์ที่เปิดวงแหวนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะหลายชนิด (โดยทั่วไปคือดีบุกออกโตเอต) ทั้งในสารละลายหรือในรูปของสารแขวนลอย ปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาด้วยโลหะมีแนวโน้มที่จะนำไปสู่การคืนสภาพของ PLA ซึ่งจะลดภาวะสเตอริโอรีกูลาร์เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุตั้งต้นจากชีวมวล

  นอกจากนี้ยังสามารถผลิต PLA ผ่านการควบแน่นโดยตรงของโมโนเมอร์กรดแลคติคได้ กระบวนการนี้ดำเนินการที่อุณหภูมิต่ำกว่า 200 °C ซึ่ง ณ จุดที่ทำให้เกิดแลคไทด์โมโนเมอร์ที่ได้รับความนิยมในเขตร้อน กระบวนการนี้จะสร้างน้ำเทียบเท่ากับแต่ละขั้นตอนเอสเทอริฟิเคชัน น้ำจะต้องถูกกำจัดออกโดยใช้สุญญากาศหรือผ่านการกลั่นอะซีโอโทรปิกเพื่อส่งเสริมการเกิดปฏิกิริยาควบแน่นและมีอัตราโมเลกุลสูง อัตราโมเลกุลที่สูงขึ้นยังสามารถทำได้โดยการตกผลึกโพลีเมอร์ดิบจากการหลอม วิธีนี้จะทำให้กรดคาร์โบลิกซิกและกลุ่มแอลกอฮอล์เข้มข้นในบริเวณอสัณฐานของโพลีเมอร์ที่เป็นของแข็ง โดยทำปฏิกิริยาเพื่อให้ได้น้ำหนักโมเลกุลที่ 128–152 kDa

  โดยการรวมตัวของผสมราซิมิกของ L- และ D-แลคไทด์ จึงเป็นไปได้ที่จะสังเคราะห์โพลี-DL-แลคไทด์อสัณฐาน (PDLLA) ได้ ตัวเร่งปฏิกิริยาสเตอริโอจำเพาะสามารถนำไปสู่ ​​​​PLA แบบเฮเทอโรแทคติก ซึ่งเป็นที่ทราบกันว่าแสดงความเป็นผลึก ระดับของความเป็นผลึกนี้ถูกควบคุมโดยอัตราส่วนของอีแนนทิโอเมอร์ D ต่อ L ที่ใช้ รวมถึงตามประเภทของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ กรดแลคติคสารประกอบไซคลิกที่มีสมาชิกห้าชนิด O-carboxyanhydride (lac-OCA) ยังถูกนำมาใช้ในสภาพแวดล้อมทางวิชาการแทนกรดแลคติคและแลคไทด์ สารประกอบนี้ไม่ผลิตน้ำเป็นผลิตภัณฑ์ร่วมและมีปฏิกิริยามากกว่าแลคไทด์ นอกจากนี้ PLA ยังได้รับการสังเคราะห์ทางชีวภาพโดยตรง ในขณะที่กรดแลคติคก็ถูกสัมผัสกับซีโอไลต์ด้วย ทำให้เกิดกระบวนการขั้นตอนเดียวที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่าประมาณ 100 °C