PLA: o plástico biodegradável mais promissor
PLA (ácido polilático) é um novo tipo de material degradável, que pode ser obtido pela extração de amido de plantas renováveis, depois fermentado biologicamente para obter ácido lático e finalmente preparado por síntese química. O PLA tem boa degradabilidade e pode ser completamente degradado por microorganismos. Os produtos feitos de PLA podem ser completamente degradados em CO2 e água após o uso e não são tóxicos nem irritantes.
O PLA possui propriedades mecânicas semelhantes ao polipropileno, enquanto seu brilho, claridade e processabilidade são semelhantes ao poliestireno, e sua temperatura de processamento é inferior à da poliolefina. O método de processamento de plástico é processado em vários materiais de embalagem, fibras e não tecidos, etc., que são amplamente utilizados nas áreas industrial, agrícola, médica e civil.
O método de preparação do PLA pode ser geralmente dividido em método de policondensação direta e método de polimerização por abertura de anel (método de lactídeo). O método de policondensação direta, também conhecido como método PC ou método de uma etapa, utiliza a atividade do ácido lático para remover grupos carboxila e hidroxila na presença de grupos de desidratação, de modo que as moléculas de ácido lático são policondensadas para formar polímeros, e então as moléculas são desidratadas diretamente pela alta temperatura. Um dos processos para condensar PLA em PLA é geralmente a polimerização por fusão, polimerização em solução e polimerização em fase sólida e fundida, entre as quais a polimerização por fusão é a mais utilizada.
O método de polimerização por abertura de anel também é chamado de método ROP, ou seja, o monômero de ácido lático é primeiro desidratado e ciclizado para sintetizar o lactídeo e, em seguida, o lactídeo recristalizado é polimerizado para obter PLA. Este método pode obter PLA com peso molecular extremamente alto. É cerca de 700.000 a 1 milhão (o PLA de baixo peso molecular pode ser rapidamente degradado, o que é propício à liberação de medicamentos e é adequado para a área médica; PLA de alto peso molecular tem importante valor comercial nas indústrias de fibras, têxteis, plásticos e embalagens) , por isso é o atual industrial O processo de síntese de ácido polilático usado principalmente no acima.
O ácido polilático tem alta resistência, alto módulo e boa transparência e permeabilidade ao ar, mas sua taxa de cristalização é muito lenta durante o processamento, o que leva a um ciclo de processamento prolongado e baixa resistência ao calor, o que limita muito o campo de aplicação dos produtos de ácido polilático. . Atualmente, a maneira mais comum de melhorar o desempenho do ácido polilático é adicionar um agente de nucleação e, em aplicações reais de processamento empresarial, o talco é o agente de nucleação inorgânico mais comumente usado para o ácido polilático, o que pode melhorar o alongamento e a flexão do polilático ácido, etc. Propriedades mecânicas, melhoram sua resistência ao calor.
Atualmente, a capacidade global de produção de PLA é de cerca de 653.500 toneladas, e os principais fabricantes de PLA estão concentrados principalmente nos Estados Unidos, China, Tailândia, Japão e outros países. A American Nature Works é a maior fabricante de PLA do mundo, com capacidade de produção anual de 180.000 toneladas, representando cerca de 30% da capacidade global de produção de PLA. A produção de PLA no meu país começou relativamente tarde e as principais matérias-primas de lactídeo dependem principalmente de importações. Devido a razões técnicas ou falta de matéria-prima lactida, algumas plantas de PLA não podem operar de forma estável ou estão em estado de desligamento. A capacidade de produção efetiva real é de cerca de 48.000 toneladas/ano, e a produção é de cerca de 18.000 toneladas/ano.
O PLA tem uma ampla gama de aplicações e tem sido usado com sucesso em embalagens plásticas, biomedicina e fibras têxteis. As propriedades inofensivas do PLA fazem com que ele tenha amplas perspectivas de aplicação no campo de embalagens, usado principalmente como embalagens de alimentos, embalagens de produtos e filmes agrícolas. O PLA tem uma superfície lisa, boa transparência e excelentes propriedades de barreira, podendo substituir completamente o PS (poliestireno) e o PET (polietileno tereftalato) em muitos lugares, reduzindo assim o problema da poluição plástica. A fibra degradável PLA integra degradabilidade, condutividade de umidade e retardamento de chama, bem como moldagem, aplicação e degradabilidade, e é amplamente utilizada no campo de fibras têxteis. Ao mesmo tempo, o PLA possui excelente biocompatibilidade e boas propriedades físicas. Após sua degradação, gera dióxido de carbono e água, que é inofensivo ao corpo humano e pode ser degradado naturalmente. Portanto, o PLA é cada vez mais usado no campo da biomedicina, como consolidação de tecidos (como parafusos ósseos, placas de fixação e tampões), curativos (por exemplo, pele artificial), administração de drogas (por exemplo, controle de difusão) e fechamento de feridas (por exemplo, aplicação de suturas).