PLA: امیدوارکننده ترین پلاستیک زیست تخریب پذیر
PLA (اسید پلی لاکتیک) نوع جدیدی از مواد تجزیه پذیر است که می توان آن را با استخراج نشاسته از گیاهان تجدیدپذیر به دست آورد، سپس برای بدست آوردن اسید لاکتیک به صورت بیولوژیکی تخمیر کرد و در نهایت با سنتز شیمیایی تهیه کرد. PLA تجزیه پذیری خوبی دارد و می تواند به طور کامل توسط میکروارگانیسم ها تجزیه شود. محصولات ساخته شده از PLA می توانند پس از استفاده به طور کامل به CO2 و آب تجزیه شوند و غیر سمی و غیر تحریک کننده هستند.
PLA دارای خواص مکانیکی مشابه پلی پروپیلن است، در حالی که براقیت، شفافیت و پردازش پذیری آن مشابه پلی استایرن است و دمای پردازش آن کمتر از پلی اولفین است. روش پردازش پلاستیک به مواد بسته بندی مختلف، الیاف و منسوجات منسوجات و غیره تبدیل می شود که در زمینه های صنعتی، کشاورزی، پزشکی و عمران کاربرد فراوانی دارد.
روش تهیه PLA را می توان به طور کلی به روش پلیمریزاسیون مستقیم و روش پلیمریزاسیون با باز کردن حلقه (روش لاکتید) تقسیم کرد. روش پلی تراکم مستقیم که به روش PC یا روش یک مرحله ای نیز معروف است، از فعالیت اسید لاکتیک برای حذف گروه های کربوکسیل و هیدروکسیل در حضور گروه های کم آبی استفاده می کند، به طوری که مولکول های اسید لاکتیک چند متراکم شده و کم مولکولی را تشکیل می دهند. پلیمرها، و سپس مولکول ها مستقیماً توسط دمای بالا آبگیری می شوند. یکی از فرآیندهای متراکم کردن PLA به PLA معمولاً پلیمریزاسیون مذاب، پلیمریزاسیون محلول و پلیمریزاسیون فاز جامد مذاب است که در میان آنها پلیمریزاسیون مذاب بیشترین کاربرد را دارد.
روش پلیمریزاسیون حلقه باز را روش ROP نیز می نامند، یعنی مونومر اسید لاکتیک ابتدا آبگیری شده و برای سنتز لاکتید چرخه می شود و سپس لاکتید متبلور مجدد پلیمریزه می شود تا PLA بدست آید. این روش می تواند PLA با وزن مولکولی بسیار بالا را بدست آورد. حدود 700000 تا 1 میلیون است (PLA با وزن مولکولی کم می تواند به سرعت تجزیه شود، که منجر به انتشار دارو می شود و برای رشته پزشکی مناسب است؛ PLA با وزن مولکولی بالا دارای ارزش تجاری مهم در صنایع الیاف، نساجی، پلاستیک و بسته بندی است) بنابراین آن را صنعتی در حال حاضر فرآیند سنتز اسید پلی لاکتیک عمدتا در بالا استفاده می شود.
پلی لاکتیک اسید دارای استحکام بالا، مدول بالا و شفافیت و نفوذپذیری هوا خوب است، اما سرعت تبلور آن در طول پردازش بسیار آهسته است، که منجر به طولانی شدن چرخه پردازش و مقاومت ضعیف در برابر حرارت می شود، که زمینه کاربرد محصولات پلی لاکتیک اسید را بسیار محدود می کند. . در حال حاضر، رایج ترین راه برای بهبود عملکرد پلی لاکتیک اسید، افزودن یک عامل هسته زا است و در برنامه های کاربردی پردازش واقعی، تالک رایج ترین عامل هسته زایی معدنی مورد استفاده برای پلی لاکتیک اسید است که می تواند کشش و خمش پلی لاکتیک را بهبود بخشد. اسید و غیره خواص مکانیکی، مقاومت در برابر حرارت آن را بهبود می بخشد.
در حال حاضر ظرفیت تولید جهانی PLA حدود 653500 تن است و تولید کنندگان اصلی PLA عمدتاً در ایالات متحده، چین، تایلند، ژاپن و سایر کشورها متمرکز هستند. American Nature Works با ظرفیت تولید سالانه 180000 تن، بزرگترین تولید کننده PLA در جهان است که حدود 30 درصد از ظرفیت تولید جهانی PLA را تشکیل می دهد. تولید PLA در کشور من نسبتا دیر شروع شد و مواد اولیه اصلی لاکتید عمدتاً متکی به واردات است. به دلایل فنی یا کمبود ماده خام لاکتید، برخی از کارخانه های PLA نمی توانند به طور پایدار کار کنند یا در حالت خاموشی هستند. ظرفیت واقعی تولید موثر حدود 48000 تن در سال و خروجی حدود 18000 تن در سال است.
PLA طیف گسترده ای از کاربردها را دارد و با موفقیت در بسته بندی های پلاستیکی، زیست پزشکی و الیاف نساجی استفاده شده است. خواص بی ضرر PLA باعث می شود که چشم انداز کاربرد گسترده ای در زمینه بسته بندی داشته باشد که عمدتاً به عنوان بسته بندی مواد غذایی، بسته بندی محصولات و فیلم های مالچ کشاورزی استفاده می شود. PLA دارای سطح صاف، شفافیت خوب و خواص مانع عالی است و می تواند در بسیاری از نقاط به طور کامل جایگزین PS (پلی استایرن) و PET (پلی اتیلن ترفتالات) شود و در نتیجه مشکل آلودگی پلاستیک را کاهش دهد. الیاف تجزیه پذیر PLA قابلیت تجزیه پذیری، رسانایی رطوبت و بازدارندگی شعله و همچنین قالب گیری، کاربرد و تجزیه پذیری را ادغام می کند و به طور گسترده در زمینه الیاف نساجی استفاده می شود. در عین حال، PLA دارای زیست سازگاری عالی و خواص فیزیکی خوبی است. پس از تجزیه، دی اکسید کربن و آب تولید می کند که برای بدن انسان بی ضرر است و به طور طبیعی تجزیه می شود. بنابراین، PLA به طور فزاینده ای در زمینه زیست پزشکی استفاده می شود، مانند تثبیت بافت (مانند پیچ های استخوانی، صفحات ثابت و پلاگ ها)، پانسمان زخم (مثلاً پوست مصنوعی)، دارورسانی (مانند کنترل انتشار)، و بسته شدن زخم (مثلاً کاربرد). از بخیه ها).