Polilaktid | |
---|---|
Tábornok | |
Szisztematikus név | poli(3,6-dimetil-1,4-dioxán-2,5-dion). |
Rövidítések | PLA |
Chem. képlet | (C3H₆O3)x |
Fizikai tulajdonságok | |
Moláris tömeg | (72) n |
Sűrűség | 1,290\1,248 g/cm³ (kristályos/amorf) [1] |
Termikus tulajdonságok | |
T. olvad. | 170-180 ℃ (100% L-PLA) |
T. üveg. | 54—58\50—53℃ (L-PLA\L,D-PLA) |
Fajlagos olvadási hő | 93 J/g (100% L-PLA) |
Osztályozás | |
CAS szám | 26100-51-6 |
CHEBI | 53407 |
Az adatok standard feltételeken alapulnak (25 ℃, 100 kPa), hacsak nincs másképp jelezve. |
A politejsav ( PLA , PLA ) biológiailag lebomló , biokompatibilis , hőre lágyuló , alifás poliészter , amelynek monomerje tejsav . A termelés nyersanyagai évente megújuló erőforrások , például kukorica és cukornád . Rövid élettartamú termékek (élelmiszer-csomagolások, eldobható étkészletek, zacskók, különféle tárolóedények), valamint a gyógyászatban, sebészeti cérnák és csapok gyártására használják (általában ez az anyag speciális orvosi minősítés alá esik).
A polilaktid szintetizálásának két módja van: tejsav polikondenzáció és laktid polimerizáció . Ezek kombinációját az iparban használják. Tejsav polikondenzációjával csak kis molekulatömegű polilaktid nyerhető, mivel a folyamat során egy melléktermék - víz - szabadul fel, amelyet nehéz eltávolítani a reakcióból, és ezért a növekvő polimerlánc tönkremegy. A kapott kis molekulatömegű polilaktidot tejsavdimerré, laktiddá depolimerizálják . A kapott laktidot magas hőmérsékleten polimerizálják ón-oktanoát katalizátor hozzáadásával, hogy nagy molekulatömegű polilaktidot kapjanak.
Mind a tejsav, mind a laktid optikai aktivitást mutat , azaz két L- és D - sztereoizomerként léteznek , amelyek egymás tükörképei. Ezen formák relatív polilaktidtartalmának változtatásával lehetőség nyílik a kapott polimer tulajdonságainak beállítására, valamint különféle polilaktid anyagok osztályozására. A 100%-os L-laktid polilaktid ( L-PLA ) magas sztereoregularitású, így kristályosságot ad neki . Az L-PLA üvegesedési hőmérséklete : 54–58 ° C [2] , olvadáspontja 170–180 °C, a 100%-os amorf PLA hőkapacitása ugrásszerűen 0,54 J /(g K). A polimerizáció során a laktid D- és L-formáinak keverékével amorf polilaktidot ( L,D-PLA ) kapunk, amelynek üvegesedési hőmérséklete 50-53 °C [3] , nincs olvadás, mivel nem kristályos fázis .
A legmagasabb olvadáspont a tiszta L-PLA-ból és tiszta D-PLA-ból álló sztereokomplexé. A két lánc összefonódik, és a köztük létrejövő további kölcsönhatások az olvadáspont emelkedéséhez vezetnek (220 °C-ig).
Érték | Jelentése |
---|---|
Olvadási hőmérséklet | Olvadáspont: 173-178 °C |
Lágyulási hőmérséklet | 50°C |
Keménység (Rockwell) | R70-R90 |
Szakadási nyúlás | 3,8% |
Hajlítószilárdság | 55,3 MPa |
Szakítószilárdság | 57,8 MPa |
Szakító modulus | 3,3 GPa |
Rugalmassági modulus hajlításban | 2,3 GPa |
Üvegesedési hőmérséklet | 60-65 °C |
Sűrűség | 1,23-1,25 g/cm³ |
A legkisebb részletek mérete | 0,3 mm |
Térfogatcsökkenés a termékek gyártása során | általában nem több, mint 0,8% [4] |
nedvesség felszívódás | 0,5-50% |
A polilaktid megfelel a fenntartható fejlődés koncepciójának , mivel a megújuló természeti erőforrásokat évente használják fel szintéziséhez. A polilaktid csomagolótermékek környezetbarát alternatívát jelentenek a hagyományos, biológiailag nem lebomló, vegyszerálló polimereken alapuló csomagolásokkal szemben.
A polilaktidot környezetbarát, biológiailag lebomló csomagolások, eldobható étkészletek [5] , személyi higiéniai termékek előállítására használják. A biológiailag lebomló polilaktid zacskókat olyan nagy kereskedelmi láncok használják, mint a Wal-Mart Stores és a Kmart .
Biokompatibilitása miatt a polilaktidot széles körben használják az orvostudományban : sebészeti varratok és tűk előállítására, valamint gyógyszeradagoló rendszerekben.
A polilaktidot 3D nyomtatókban is használják nyomtatás kiindulási anyagaként. [6]
Az L-PLA legnagyobb gyártója az amerikai Nature Works cég (140 000 tonna/év). A PLA-t a Toyota (Japán), a Hitachi (Japán), a DuPont (USA), a Galactic ( Belgium ), a Hisun Biomaterials ( Kína ) is gyártja, az L,D-PLA fő gyártója pedig a PURAC és a Total Corbion ( Hollandia ).
Oroszországban a PLA-t nem szintetizálják ipari méretekben, de 2019-ben már több mint 20 olyan iparág jelent meg, amelyek feldolgozzák ezt a polimert, amelyek többsége az additív technológiák területéhez tartozik. A biológiailag lebomló étkészleteket és csomagolóeszközöket azonban több cég importálja különböző országokból. 2015 óta Oroszországban a VNIISV JSC létesítményeiben megkezdték a nagy tisztaságú orvosi PLA gyártását. . 2020 februárjában a VTB bejelentette, hogy megkezdi a polilaktidból készült bankkártyák gyártását. [7] . 2020 decemberében az orosz PK Natural Materials megállapodást írt alá a svájci berendezésgyártó céggel , a Sulzerrel , hogy 10 000 tonna/év kapacitású PLA-gyártó üzemet építsen [8] .
műanyagok | |
---|---|
Hőre lágyuló műanyagok |
|
Hőre lágyuló műanyagok |
|
Elasztomerek |
|