Показать меню

Полилактид

04.01.2022
50

Полилактид (ПЛА, PLA) — биоразлагаемый, биосовместимый, термопластичный, алифатический полиэфир, мономером которого является молочная кислота. Сырьем для производства служат ежегодно возобновляемые ресурсы, такие как кукуруза и сахарный тростник. Используется для производства изделий с коротким сроком службы (пищевая упаковка, одноразовая посуда, пакеты, различная тара), а также в медицине, для производства хирургических нитей и штифтов (обычно данный материал проходит специальную медицинскую сертификацию).

Синтез

Полимеризация лактида с раскрытием цикла.

Существует два способа синтеза полилактида: поликонденсация молочной кислоты и полимеризация лактида. В промышленности используется их комбинация. Поликонденсацией молочной кислоты можно получать только низкомолекулярный полилактид, так как в процессе выделяется побочный продукт — вода, отвести которую из реакции сложно, и поэтому растущая полимерная цепь разрушается. Получившийся низкомолекулярный полилактид деполимеризуют до димера молочной кислоты, лактида. Полученный лактид полимеризуют при высокой температуре с добавлением катализатора октаноата олова, получая высокомолекулярный полилактид.

Свойства и структура

И молочная кислота, и лактид проявляют оптическую активность, то есть существуют в виде двух L- и D- стереоизомеров, являющихся зеркальным отображением друг друга. Варьируя относительное содержание этих форм в полилактиде, можно задавать свойства получаемого полимера, а также получать различные классы полилактидных материалов. Полилактид из 100 % L-лактида (L-ПЛА) имеет высокую степень стереорегулярности, что придает ему кристалличность. Температура стеклования L-ПЛА: 54—58 °C, температура плавления 170—180 °C, скачок теплоёмкости 100 % аморфного ПЛА 0,54 Дж/(г·К). Используя при полимеризации смесь D- и L- форм лактида, получают аморфный полилактид (L,D-ПЛА), температура стеклования которого составляет 50—53 °C, плавление отсутствует, так как нет кристаллической фазы.
Самая высокая температура плавления у стереокомплекса, состоящего из чистого L-ПЛА и чистого D-ПЛА. Две цепочки сплетаются, и образующиеся дополнительные взаимодействия между ними ведут к повышению температуры плавления (до 220 °C).

Физические свойства

Применения

Полилактид отвечает концепции устойчивого развития, так как для его синтеза используются ежегодно возобновляемые природные ресурсы. Упаковочные изделия из полилактида — экологически чистая альтернатива традиционной бионеразлагаемой упаковке на основе химически стойких полимеров.

Полилактид применяется для производства экологически чистой биоразлагаемой упаковки, одноразовой посуды, средств личной гигиены. Биоразлагаемые пакеты из полилактида используются в таких крупных торговых сетях как Wal-Mart Stores и Kmart.

Ввиду своей биосовместимости, полилактид широко применяется в медицине: для производства хирургических нитей и штифтов, а также в системах доставки лекарств.

Полилактид также применяется в 3D-принтерах в качестве исходного материала для печати.

Производство

Самый крупный производитель L-ПЛА — американская компания Nature Works (140 000 тонн/год). Также ПЛА производится компанией Toyota (Япония), Hitachi (Япония), DuPont (США), Galactic (Бельгия), Hisun Biomaterials (Китай), а основной производитель L,D-ПЛА — компания PURAC и Total Corbion (Нидерланды).

В России же PLA не синтезируется в промышленных масштабах, но на 2019 год появилось уже более 20 производств, перерабатывающих данный полимер, большая часть из которых относится к сфере аддитивных технологий. Однако, биоразлагаемая посуда и упаковка импортируется из разных стран несколькими компаниями. С 2015 года в России налажено производство медицинского высокочистого PLA на мощностях АО «ВНИИСВ». В феврале 2020 года ВТБ заявил о начале производства банковских карт из полилактида.. В декабре 2020 года российская компания ПК «Натуральные Материалы» подписала соглашение с швейцарским производителем оборудования Sulzer о постройке завода по производству PLA мощностью в 10 000 тонн/год.

Еще по этой теме:
Метил-3-нитробензоат
00:51, 15 декабрь
Метил-3-нитробензоат
Метил-3-нитробензоат (другие названия: метиловый эфир м-нитробензойной кислоты, метиловый эфир 3-нитробензойной кислоты и пр.) Общие сведения Метил-3-нитробензоат относится к классу эфиров
Валериановая кислота
05:57, 07 декабрь
Валериановая кислота
Валериановая кислота (пентановая кислота) СH3(CH2)3СООН — одноосновная предельная карбоновая кислота, бесцветная жидкость с неприятным запахом. Соли и сложные эфиры валериановой кислоты называют
Особенности и характеристики крафт-бумаги
19:49, 27 апрель
Особенности и характеристики крафт-бумаги
В последние годы как никогда актуальным является вопрос защиты окружающей среды. Именно поэтому постоянно ищутся новые материалы, которые помогли бы сохранить экологию.
Сферы применения муравьиной кислоты
14:59, 08 август
Сферы применения муравьиной кислоты
Муравьиная кислота является одним из видов насыщенных одноосных карбоновых кислот.
Росстат рассказал об индексе производства продуктов
14:10, 10 февраль
Росстат рассказал об индексе производства продуктов
За минувший год индекс производства пищевых продуктов, в том числе напитков (без табачной продукции) находился на уровне 103,3 процента. В предыдущем году он соответствовал 102,9 процента. Данную
Важен ли анализ молочной продукции?
04:30, 16 декабрь
Важен ли анализ молочной продукции?
Отечественный рынок молочной продукции непрерывно растет, а вместе с ним увеличивается конкуренция, обусловленная хорошими условиями для развития бизнеса и наращиванием объемов производства.
Комментарии:
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail: