PLA: En Umut Verici Biyobozunur Plastik
PLA (polilaktik asit), yenilenebilir bitkilerden nişasta ekstrakte edilerek elde edilebilen, daha sonra laktik asit elde etmek için biyolojik olarak fermente edilebilen ve son olarak kimyasal sentezle hazırlanabilen yeni bir bozunabilir malzeme türüdür. PLA iyi parçalanabilirliğe sahiptir ve mikroorganizmalar tarafından tamamen parçalanabilir. PLA’dan yapılan ürünler, kullanımdan sonra tamamen CO2 ve suya ayrışabilir ve toksik değildir ve tahriş edici değildir.
PLA, polipropilene benzer mekanik özelliklere sahipken, parlaklığı, berraklığı ve işlenebilirliği polistirene benzer ve işleme sıcaklığı poliolefine göre daha düşüktür. Plastiğin işleme yöntemi, endüstriyel, tarımsal, tıbbi ve sivil alanlarda yaygın olarak kullanılan çeşitli ambalaj malzemelerine, liflere ve dokunmamış kumaşlara vb. işlenir.
PLA hazırlama yöntemi genel olarak doğrudan polikondenzasyon yöntemi ve halka açma polimerizasyon yöntemi (laktit yöntemi) olarak ikiye ayrılabilir. PC yöntemi veya tek aşamalı yöntem olarak da bilinen doğrudan polikondenzasyon yöntemi, dehidrasyon gruplarının varlığında karboksil ve hidroksil gruplarını uzaklaştırmak için laktik asit aktivitesini kullanır, böylece laktik asit molekülleri düşük moleküler oluşturmak üzere polikondense olur. polimerler ve daha sonra moleküller doğrudan yüksek sıcaklıkta kurutulur. PLA’yı PLA’ya yoğunlaştırma proseslerinden biri, genellikle eriyik polimerizasyonu, çözelti polimerizasyonu ve eriyik-katı faz polimerizasyonudur, bunların arasında eriyik polimerizasyonu en yaygın olarak kullanılır.
Halka açma polimerizasyon yöntemi aynı zamanda ROP yöntemi olarak da adlandırılır, yani laktik asit monomeri önce dehidre edilir ve laktidi sentezlemek için siklize edilir ve daha sonra yeniden kristalize edilmiş laktit PLA elde etmek için polimerize edilir. Bu yöntem, son derece yüksek moleküler ağırlıklı PLA elde edebilir. Yaklaşık 700.000 ila 1 milyon arasındadır (düşük moleküler ağırlıklı PLA hızla bozunabilir, bu da ilaç salınımına elverişlidir ve tıbbi alan için uygundur; yüksek moleküler ağırlıklı PLA, elyaf, tekstil, plastik ve ambalaj endüstrilerinde önemli ticari değere sahiptir) , bu yüzden esas olarak yukarıda kullanılan mevcut endüstriyel polilaktik asit sentezi işlemidir.
Polilaktik asit yüksek mukavemete, yüksek modüle ve iyi şeffaflığa ve hava geçirgenliğine sahiptir, ancak kristalleşme hızı işleme sırasında çok yavaştır, bu da uzun süreli işleme döngüsüne ve zayıf ısı direncine yol açar, bu da polilaktik asit ürünlerinin uygulama alanını büyük ölçüde sınırlar. . Şu anda, polilaktik asidin performansını iyileştirmenin en yaygın yolu, bir çekirdekleştirici madde eklemektir ve gerçek kurumsal işleme uygulamalarında, talk, polilaktik asit için en yaygın olarak kullanılan inorganik çekirdekleştirici maddedir ve polilaktik asidin gerilmesini ve bükülmesini iyileştirebilir. asit vb. Mekanik özellikler, ısı direncini arttırır.
Şu anda, küresel PLA üretim kapasitesi yaklaşık 653.500 tondur ve ana PLA üreticileri ağırlıklı olarak Amerika Birleşik Devletleri, Çin, Tayland, Japonya ve diğer ülkelerde yoğunlaşmıştır. American Nature Works, yıllık 180.000 ton üretim kapasitesiyle dünyanın en büyük PLA üreticisidir ve küresel PLA üretim kapasitesinin yaklaşık %30’unu oluşturmaktadır. Ülkemde PLA üretimi nispeten geç başladı ve laktidin ana hammaddeleri ağırlıklı olarak ithalata dayanıyor. Teknik sebeplerden veya ham madde laktid eksikliğinden dolayı, bazı PLA tesisleri istikrarlı bir şekilde çalışamıyor veya kapalı durumda. Gerçek etkin üretim kapasitesi yaklaşık 48.000 ton/yıl ve çıktı yaklaşık 18.000 ton/yıl’dır.
PLA geniş bir uygulama alanına sahiptir ve plastik ambalaj, biyotıp ve tekstil elyaflarında başarıyla kullanılmaktadır. PLA’nın zararsız özellikleri, özellikle gıda ambalajı, ürün ambalajı ve tarımsal malçlama filmleri olarak kullanılan ambalaj alanında geniş uygulama olanaklarına sahip olmasını sağlar. PLA pürüzsüz bir yüzeye, iyi şeffaflığa ve mükemmel bariyer özelliklerine sahiptir ve birçok yerde PS (polistiren) ve PET’in (polietilen tereftalat) tamamen yerini alabilir, böylece plastik kirliliği sorununu azaltır. PLA bozunabilir lif, bozunabilirlik, nem iletkenliği ve alev geciktiriciliğin yanı sıra kalıplama, uygulama ve bozunabilirliği bütünleştirir ve tekstil lifleri alanında yaygın olarak kullanılır. Aynı zamanda PLA, mükemmel biyouyumluluk ve iyi fiziksel özelliklere sahiptir. Bozulduktan sonra, insan vücuduna zararsız ve doğal olarak parçalanabilen karbondioksit ve su üretir. Bu nedenle PLA, doku konsolidasyonu (Kemik vidaları, sabitleme plakaları ve tıkaçlar gibi), yara pansuman (ör. suni deri), ilaç dağıtımı (ör. difüzyon kontrolü) ve yara kapatma (ör. uygulama) gibi biyotıp alanında giderek daha fazla kullanılmaktadır. dikişler).