Polilaktid

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2019. december 20-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 16 szerkesztést igényelnek .
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).

Szintézis

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.

Tulajdonságok és szerkezet

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).

Fizikai tulajdonságok

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%

Alkalmazások

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]

Gyártás

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] .

Lásd még

Linkek

Jegyzetek

  1. ↑ Polymer Data Handbook, Oxford University Press, 1999.
  2. ↑ T. Maharanaa, B. Mohantyb, YS Negi. A tejsav olvadék-szilárd polikondenzációja és biológiai lebonthatósága; Progress in Polymer Science 34(2009) 99-124
  3. ↑ Garlotta D. A poli(tejsav) irodalmi áttekintése. J Polym Environ 2001;9:63-84.
  4. ↑ Kamluk AN , Likhamanau AO A sprinklerkeret karjai és a terelő racionális geometriai paramétereinek kísérleti meghatározása a hab tágulási sebességén és stabilitásán  // Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Physical-Technical Series. - 2019. - március 28. ( 64. évf. 1. szám ). - S. 60-68 . — ISSN 2524-244X . - doi : 10.29235/1561-8358-2019-64-1-60-68 .
  5. ↑ Az IKEA csaknem 160 000 tányért, tálat és bögrét hív vissza "égési veszély" miatt, miután az Egyesült Államokban érkezett elégedetlen vásárlói vélemények archiválva 2021. május 28- án a Wayback Machinen
  6. ↑ Honnan nőnek a fogantyúk. A Lenta.ru tesztelte a világ első kézi 3D nyomtatóját . Hozzáférés dátuma: 2014. január 11. Az eredetiből archiválva : 2014. január 12.
  7. ↑ A VTB műanyag nélküli bankkártyákat kezd kibocsátani . Letöltve: 2020. február 13. Az eredetiből archiválva : 2020. február 13.
  8. ↑ PLASTINFO: műanyagipar portálja . plastinfo.ru . Letöltve: 2021. január 17. Az eredetiből archiválva : 2021. január 15.