Plástico degradável --- ácido polilático (PLA)

Plástico degradável --- ácido polilático (PLA)

Ácido polilático(doravante denominado PLA) é conhecido como o material biodegradável comercialmente mais promissor e também é conhecido como o"rei dos materiais degradáveis". De acordo com estatísticas da Associação Europeia de Bioplásticos, o mundoPLAa capacidade de produção representará aproximadamente 40,2% da capacidade total de produção global de plástico biodegradável em 2022. Espera-se que esta proporção aumente para 67,1% até 2027, e a capacidade de produção global correspondente deverá aumentar de 459.000 toneladas para 2,384 milhões de toneladas. É uma força principal bem merecida.

Ácido polilático, também conhecido como polilactídeo ouPLA, é umpolímero de poliéster polimerizadotendo o ácido láctico como principal matéria-prima. É um novo tipo de material biodegradável.

PLAé umpoliéster alifático termoplástico, porque há um átomo de carbono quiral e dois isômeros ópticos na molécula de ácido láctico. Portanto, o PLA pode ser dividido em ácido poli-L-láctico (PLLA), ácido poli-D-láctico (PDLA) e ácido láctico poli-racêmico (PDLLA). Dentre eles, o PLLA é um polímero parcialmente cristalino de textura dura; enquanto PDLLA é umpolímero transparente amorfoporque os dois isômeros na cadeia molecular não podem ser organizados em uma estrutura cristalina ordenada.

PLA temboa estabilidade térmicae a temperatura de processamento é de 170 ~ 230 ℃.

1) Possui boa resistência a solventes e pode ser processado de diversas maneiras, como extrusão, fiação, alongamento biaxial, injeção, moldagem por sopro, etc.

2) Além de serem biodegradáveis, os produtos feitos de PLA apresentam boas propriedades mecânicas, biocompatibilidade, brilho, transparência, toque e resistência ao calor.

3) Quando o PLA é incinerado, seu valor calorífico de combustão é o mesmo do papel incinerado, que é metade do valor dos plásticos tradicionais incinerados (como o polietileno), e o PLA incinerado nunca liberará gases tóxicos, como compostos de nitrogênio e sulfetos. O corpo humano também contém ácido láctico na forma monomérica, o que indica a segurança deste produto decomponível.

Método de preparação do PLA

1. Método de policondensação direta (método de uma etapa)

A condensação direta de monômeros de ácido láctico também é chamada de polimerização em uma etapa. Na presença de um agente desidratante, os grupos hidroxila e carboxila na molécula de ácido láctico são aquecidos e desidratados e são diretamente condensados ​​para formar oligômeros. Adicione um catalisador e continue a aumentar a temperatura, e o ácido polilático com peso molecular relativo baixo polimerizará em um ácido polilático com peso molecular relativo mais alto.

2. Método de duas etapas

O ácido láctico é convertido em um dímero lactídeo cíclico, que é então aberto e condensado em ácido polilático. Esta tecnologia é relativamente madura. O processo principal é que as matérias-primas são fermentadas por microrganismos para obtenção de ácido lático, e depois passam por refino, desidratação e oligomerização, pirólise em alta temperatura e, finalmente, polimerização em ácido polilático.

3. Preparação de ácido polilático de alto peso molecular por extrusão de reação

Usando uma combinação de um reator de agitação em lote e uma extrusora de rosca dupla para conduzir experimentos de polimerização por fusão contínua, o ácido polilático com um peso molecular de 150.000 pode ser obtido a partir do ácido láctico por meio de policondensação por fusão contínua. Uma extrusora de rosca dupla é usada para policondensar ainda mais o pré-polímero de ácido láctico de baixa massa molar na extrusora para preparar ácido polilático de massa molar mais elevada.

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