1.1. Méthode de synthèse
En général, la préparation d'acide polylactique (PLA) est synthétisée à partir d'acide lactique comme matière première. À l'heure actuelle, il existe de nombreuses méthodes de synthèse, la plus mature est la méthode de polycondensation directe de l'acide lactique, et l'autre consiste à synthétiser d'abord le lactide à partir de l'acide lactique, puis la polymérisation par ouverture de cycle sous l'action d'un catalyseur. Il existe également une méthode de polymérisation en phase solide.
1. Méthode de polymérisation directe de l'acide lactique
La méthode de polymérisation directe a été étudiée dès les années 1930 et 1940, mais comme les technologies clés liées à l'élimination de l'eau dans la réaction n'ont pas été bien résolues, le poids moléculaire des produits est faible (tous inférieurs à 4000), Très faible résistance , facile à décomposer, pas pratique.
Japan Showa Polymer Co., Ltd. adopte la méthode consistant à chauffer lentement l'acide lactique dans un gaz inerte et à le décompresser lentement afin que l'acide lactique soit directement déshydraté et condensé, et que le réactif soit davantage polycondensé à 220 ~ 260 degrés C et 133 Pa à obtenir un poids moléculaire supérieur à 4000. Acide polylactique. Cependant, le temps de réaction de cette méthode est long et le produit sera vieilli, décomposé, décoloré et irrégulier à haute température lors de l'étape ultérieure. La société japonaise Mitsui Press Chemical Company utilise la méthode de polymérisation en solution pour polymériser directement l'acide lactique afin d'obtenir de l'acide polylactique.
La principale caractéristique de la méthode directe est que l'acide polylactique synthétisé ne contient pas de catalyseur, de sorte que lorsque la réaction de polycondensation progresse dans une certaine mesure, le système apparaîtra dans un état d'équilibre. Il doit être chauffé et pressurisé pour rompre l'équilibre de la réaction, et les conditions de réaction sont relativement dures. Ces dernières années, grâce à l'innovation et à l'amélioration de la technologie, la méthode de polymérisation directe a fait quelques progrès et devrait être appliquée à la production industrielle à grande échelle dans un proche avenir à mesure que la technologie continue de mûrir.
2. Méthode de polymérisation par ouverture de cycle
La polymérisation par ouverture de cycle est la méthode de production la plus largement utilisée dans le monde. Dès le milieu du 20e siècle, les chercheurs de DuPont ont obtenu de l'acide polylactique de haut poids moléculaire par polymérisation par ouverture de cycle. Ces dernières années, la recherche étrangère sur la synthèse de l'acide polylactique s'est principalement concentrée sur la polymérisation par ouverture de cycle du lactide.
Les produits de la série d'acide polylactique produits par Boehringer Zngelhelm en Allemagne par cette méthode apparaissent sur le marché sous le nom commercial ; l'acide polylactique produit par Cargill aux États-Unis est traité par fusion-soufflage et filage-liage pour développer des non-tissés médicaux ; et Il n'y a qu'une poignée d'entreprises dans mon pays qui peuvent synthétiser l'acide polylactique polymère, comme l'Institut de recherche sur les polymères de l'Université Sun Yat-Sen. La polymérisation par ouverture de cycle utilise principalement l'octoate stanneux comme initiateur, le poids moléculaire peut atteindre un million, la résistance mécanique est élevée et la polymérisation et la séparation sont réalisées en deux étapes :
3. La méthode de polymérisation à l'état solide
Ce procédé est obtenu en polymérisant la résine de faible poids moléculaire obtenue par polymérisation directe dans des conditions de pression réduite et de vide et de température entre Tg-Tm, de manière à augmenter son degré de polymérisation et à augmenter son poids moléculaire, améliorant ainsi la résistance et l'aptitude au traitement du matériau. .
4. Prenez le matériel
Les cultures à coque telles que le maïs sont broyées pour en extraire l'amidon, qui est ensuite transformé en glucose non raffiné. Aujourd'hui, de nombreuses technologies de pointe ont surmonté le processus de broyage et d'extraction des matières premières directement à partir d'un grand nombre de cultures.
5. Fermentation
Le glucose est fermenté d'une manière similaire à la production de bière ou d'alcool, qui devient de l'acide lactique similaire à un aliment ajouté pour être utilisé dans les tissus musculaires humains.
6. Produits intermédiaires
Le monomère d'acide lactique est converti en un produit intermédiaire - l'acide lactique réduit en eau, à savoir le lactide, par un procédé de concentration spécial.
7. Agrégation
Une fois le monomère de lactide purifié sous vide, un processus de dissolution sans solvant est utilisé pour compléter l'action d'ouverture de cycle afin de polymériser le monomère.
8. Modification du polymère
En raison de la différence de poids moléculaire et de cristallinité du polymère, les propriétés du matériau peuvent être considérablement modifiées, de sorte que le PLA est modifié différemment pour différentes applications.