1.1. روش سنتز
به طور کلی، تهیه پلی لاکتیک اسید (PLA) از اسید لاکتیک به عنوان ماده خام سنتز می شود. در حال حاضر، روشهای مصنوعی زیادی وجود دارد، روش پلی تراکم مستقیم اسید لاکتیک بالغتر است، و دیگری سنتز لاکتید از اسید لاکتیک ابتدا و سپس پلیمریزاسیون حلقه باز تحت عمل کاتالیزور است. روش پلیمریزاسیون فاز جامد نیز وجود دارد.
1. روش پلیمریزاسیون مستقیم اسید لاکتیک
روش پلیمریزاسیون مستقیم در اوایل دهه 1930 و 1940 مورد مطالعه قرار گرفته است، اما از آنجایی که فناوری های کلیدی مربوط به حذف آب در واکنش به خوبی حل نشده است، وزن مولکولی محصولات کم (همه زیر 4000) و استحکام بسیار پایین است. ، تجزیه آسان، بدون عملی.
ژاپن Showa Polymer Co., Ltd. روش گرم کردن آهسته اسید لاکتیک در گاز بی اثر و فشرده سازی آهسته آن را اتخاذ می کند تا اسید لاکتیک مستقیماً خشک و متراکم شود و واکنش دهنده بیشتر در دمای 220 تا 260 درجه سانتیگراد و 133 Pa تا چند متراکم شود. به دست آوردن وزن مولکولی بیش از 4000. اسید پلی لاکتیک. با این حال، زمان واکنش این روش طولانی است و محصول در مرحله بعدی در دمای بالا کهنه، تجزیه، تغییر رنگ و ناهموار می شود. شرکت شیمیایی میتسویی پرس ژاپن از روش پلیمریزاسیون محلول برای پلیمریزاسیون مستقیم اسید لاکتیک برای بدست آوردن پلی لاکتیک اسید استفاده می کند.
ویژگی اصلی روش مستقیم این است که پلی لاکتیک اسید سنتز شده حاوی کاتالیزور نیست، بنابراین زمانی که واکنش پلی تراکم تا حد معینی پیشرفت کند، سیستم در حالت تعادل ظاهر می شود. برای شکستن تعادل واکنش باید گرم و تحت فشار قرار گیرد و شرایط واکنش نسبتاً سخت است. در سال های اخیر با نوآوری و بهبود فناوری، روش پلیمریزاسیون مستقیم پیشرفت هایی داشته است و باید در آینده نزدیک با ادامه بلوغ این فناوری در تولیدات صنعتی در مقیاس بزرگ اعمال شود.
2. روش پلیمریزاسیون حلقه باز
پلیمریزاسیون حلقه باز پرکاربردترین روش تولید در جهان است. در اواسط قرن بیستم، محققان DuPont پلی لاکتیک اسید با وزن مولکولی بالا را با پلیمریزاسیون حلقه باز به دست آوردند. در سال های اخیر، تحقیقات خارجی در مورد سنتز اسید پلی لاکتیک عمدتاً بر پلیمریزاسیون حلقه باز کننده لاکتید متمرکز شده است.
محصولات سری پلی لاکتیک اسید تولید شده توسط Boehringer Zngelhelm در آلمان با این روش در بازار با نام تجاری ظاهر می شوند. اسید پلی لاکتیک تولید شده توسط کارگیل در ایالات متحده با دمیدن مذاب و باندینگ چرخانده شده برای تولید محصولات غیر بافته پزشکی پردازش می شود. و تنها تعداد انگشت شماری از شرکت ها در کشور من وجود دارند که می توانند پلی لاکتیک اسید پلیمری را سنتز کنند، مانند موسسه تحقیقات پلیمر دانشگاه سان یات سن. پلیمریزاسیون حلقه باز عمدتاً از octoate قلع به عنوان آغازگر استفاده می کند، وزن مولکولی می تواند به یک میلیون برسد، استحکام مکانیکی بالا است و پلیمریزاسیون و جداسازی در دو مرحله انجام می شود:
3. روش پلیمریزاسیون حالت جامد
این روش با پلیمریزاسیون رزین با وزن مولکولی کم حاصل از پلیمریزاسیون مستقیم در شرایط کاهش فشار و خلاء و دما بین Tg-Tm به دست میآید تا درجه پلیمریزاسیون آن افزایش یابد و وزن مولکولی آن افزایش یابد و در نتیجه استحکام مواد و فرآیند پذیری بهبود یابد. .
4. مواد را بردارید
محصولات صدفی مانند ذرت برای استخراج نشاسته خرد می شوند و سپس به گلوکز تصفیه نشده تبدیل می شود. اکنون بسیاری از فناوریهای پیشرفته بر فرآیند آسیاب کردن و استخراج مستقیم مواد خام از تعداد زیادی محصول غلبه کردهاند.
5. تخمیر
گلوکز به روشی مشابه تولید آبجو یا الکل تخمیر میشود که به اسید لاکتیک تبدیل میشود که شبیه به غذایی است که برای استفاده در بافت ماهیچهای انسان اضافه میشود.
6. محصولات میانی
مونومر اسید لاکتیک با فرآیند غلظت خاصی به یک محصول میانی - اسید لاکتیک کاهش یافته با آب، یعنی لاکتید تبدیل می شود.
7. تجمع
پس از اینکه مونومر لاکتید در خلاء خالص شد، از فرآیند انحلال بدون حلال برای تکمیل عمل باز کردن حلقه برای پلیمریزاسیون مونومر استفاده میشود.
8. اصلاح پلیمر
با توجه به تفاوت در وزن مولکولی و کریستالی بودن پلیمر، خواص مواد را می توان تا حد زیادی تغییر داد، بنابراین PLA برای کاربردهای مختلف به طور متفاوتی اصلاح می شود.