1.1. Metóda syntézy
Vo všeobecnosti sa príprava kyseliny polymliečnej (PLA) syntetizuje z kyseliny mliečnej ako suroviny. V súčasnosti existuje veľa syntetických metód, zrelšia je priama polykondenzačná metóda kyseliny mliečnej a druhá je najprv syntetizovať laktid z kyseliny mliečnej a potom polymerizácia s otvorením kruhu pôsobením katalyzátora. Existuje aj metóda polymerizácie v pevnej fáze.
1. Metóda priamej polymerizácie kyseliny mliečnej
Metóda priamej polymerizácie bola študovaná už v 30. a 40. rokoch 20. storočia, ale keďže kľúčové technológie súvisiace s odstraňovaním vody v reakcii neboli dobre vyriešené, molekulová hmotnosť produktov je nízka (všetky pod 4000), veľmi nízka pevnosť , ľahko rozložiteľné, žiadna praktickosť.
Japan Showa Polymer Co., Ltd. používa metódu pomalého zahrievania kyseliny mliečnej v inertnom plyne a jej pomalého dekompresovania, takže kyselina mliečna je priamo dehydratovaná a kondenzovaná a reaktant je ďalej polykondenzovaný pri 220 ~ 260 stupňoch C a 133 Pa na získať molekulovú hmotnosť vyššiu ako 4000. Kyselina polymliečna. Reakčný čas tejto metódy je však dlhý a produkt bude v neskoršom štádiu pri vysokej teplote starnúť, rozkladať sa, meniť farbu a je nerovnomerný. Japonská spoločnosť Mitsui Press Chemical Company používa metódu roztokovej polymerizácie na priamu polymerizáciu kyseliny mliečnej na získanie kyseliny polymliečnej.
Hlavnou črtou priamej metódy je, že syntetizovaná kyselina polymliečna neobsahuje katalyzátor, takže keď polykondenzačná reakcia pokročí do určitej miery, systém sa objaví v rovnovážnom stave. Musí sa zahriať a natlakovať, aby sa narušila reakčná rovnováha a reakčné podmienky sú pomerne drsné. V posledných rokoch vďaka inovácii a zlepšovaniu technológie dosiahla metóda priamej polymerizácie určitý pokrok a mala by sa v blízkej budúcnosti aplikovať na priemyselnú výrobu vo veľkom meradle, pretože táto technológia bude naďalej dozrievať.
2. Spôsob polymerizácie s otvorením kruhu
Prstencová polymerizácia je najpoužívanejšou výrobnou metódou na svete. Už v polovici 20. storočia výskumníci spoločnosti DuPont získali polymliečnu kyselinu s vysokou molekulovou hmotnosťou polymerizáciou s otvorením kruhu. Zahraničný výskum syntézy kyseliny polymliečnej sa v posledných rokoch zameral najmä na polymerizáciu laktidu s otvorením kruhu.
Produkty série kyseliny polymliečnej vyrábané spoločnosťou Boehringer Zngelhelm v Nemecku touto metódou sa objavujú na trhu pod obchodným názvom; kyselina polymliečna vyrábaná spoločnosťou Cargill v Spojených štátoch sa spracováva vyfukovaním taveniny a spájaním zvlákňovaním, aby sa vyvinuli lekárske netkané výrobky; a V mojej krajine je len niekoľko spoločností, ktoré dokážu syntetizovať polymérnu kyselinu polymliečnu, ako napríklad Inštitút výskumu polymérov na Sun Yat-Sen University. Polymerizácia s otvorením kruhu väčšinou používa ako iniciátor oktoát cínatý, molekulová hmotnosť môže dosiahnuť jeden milión, mechanická pevnosť je vysoká a polymerizácia a separácia sa vykonávajú v dvoch krokoch:
3. Metóda polymerizácie v tuhom stave
Táto metóda sa získava polymerizáciou živice s nízkou molekulovou hmotnosťou získanej priamou polymerizáciou za podmienok zníženého tlaku a vákua a teploty medzi Tg-Tm, aby sa zvýšil jej stupeň polymerizácie a zvýšila sa jej molekulová hmotnosť, čím sa zlepšila pevnosť materiálu a spracovateľnosť. .
4. Vezmite materiál
Škrupinové plodiny, ako je kukurica, sa rozdrvia, aby sa extrahoval škrob, ktorý sa potom premení na nerafinovanú glukózu. Teraz mnohé špičkové technológie prekonali proces mletia a získavania surovín priamo z veľkého množstva plodín.
5. Fermentácia
Glukóza sa fermentuje podobným spôsobom ako pri výrobe piva alebo alkoholu, z ktorého sa stáva kyselina mliečna podobná potravine pridávanej na použitie v ľudskom svalovom tkanive.
6. Medziprodukty
Monomér kyseliny mliečnej sa špeciálnym koncentračným procesom premení na medziprodukt - vodou redukovanú kyselinu mliečnu, konkrétne laktid.
7. Agregácia
Potom, čo je laktidový monomér vákuovo prečistený, použije sa proces rozpúšťania bez rozpúšťadla na dokončenie akcie otvorenia kruhu na polymerizáciu monoméru.
8. Modifikácia polyméru
V dôsledku rozdielu v molekulovej hmotnosti a kryštalinite polyméru sa vlastnosti materiálu môžu výrazne zmeniť, takže PLA sa pre rôzne aplikácie modifikuje odlišne.