Herstellungsverfahren von Pla-Material

Herstellungsverfahren von Pla-Material

Es gibt mehrere industrielle Wege, um brauchbares PLA mit einer hohen Molekularrate herzustellen.Milchsäure und der zyklische Diester Lactid sind die beiden Hauptmonomere, die dafür verwendet werden.

Die gebräuchlichste Methode zur Herstellung von PLA ist die ringöffnende Polymerisation von Lactid mit verschiedenen Metallkatalysatoren (typischerweise Zinnoctoat) entweder in einer Lösung oder als Suspension.Die metallkatalysierte Reaktion führt tendenziell zu einer Remisierung des PLA, was die Stereoregularität im Vergleich zum Biomasse-Ausgangsmaterial verringert.

Es ist auch möglich, PLA durch die direkte Kondensation von Milchsäuremonomeren herzustellen.Dieser Prozess wird bei Temperaturen unter 200 °C durchgeführt, wobei an diesem Punkt ein entropisch begünstigtes Lactid-Monomer erzeugt wird.Dieses Verfahren erzeugt Wasser, das jedem Veresterungsschritt entspricht.Das Wasser muss entweder unter Verwendung eines Vakuums oder durch azeotrope Destillation entfernt werden, um die Polykondensation zu fördern und eine hohe Molekulargeschwindigkeit zu erreichen.Durch Kristallisation des Rohpolymers aus der Schmelze können sogar noch höhere Molraten erreicht werden.Dadurch werden Carbolyxsäure- und Alkohol-Endgruppen in der amorphen Region des festen Polymers konzentriert, die reagieren, um Molekulargewichte von 128–152 kDa zu erreichen.

Durch Polymerisieren einer racemischen Mischung aus L- und D-Lactiden ist es möglich, das amorphe Poly-DL-Lactid (PDLLA) zu synthetisieren.Stereospezifische Katalysatoren können zu heterotaktischem PLA führen, von dem bekannt ist, dass es Kristallinität zeigt.Der Grad dieser Kristallinität wird durch das Verhältnis der verwendeten D- zu L-Enantiomere sowie durch die Art des verwendeten Katalysators gesteuert.Die fünfgliedrige zyklische Verbindung Milchsäure-O-Carboxyanhydrid (lac-OCA) wurde auch im akademischen Umfeld anstelle von Milchsäure und Lactid verwendet.Diese Verbindung erzeugt kein Wasser als Nebenprodukt und ist reaktiver als Lactid.PLA wurde auch direkt biosynthetisiert, während Milchsäure auch mit einem Zeolith in Kontakt gebracht wurde, wodurch ein einstufiger Prozess entstand, der bei einer um etwa 100 °C niedrigeren Temperatur abläuft.