Politejsav | |
A PLA polimer monomer egysége. | |
Azonosítás | |
---|---|
N o CAS | (±) |
N o EC | 608-832-1 |
Mosoly |
C ([C @ H] (O) C) (= O) O , |
InChI |
InChI: InChI = 1 / C3H6O3 / c1-2 (4) 3 (5) 6 / h2,4H, 1H3, (H, 5,6) |
Kémiai tulajdonságok | |
Képlet | (C 3 H 4 O 2 ) x |
Moláris tömeg | 72,0627 ± 0,0033 g / mol C 50%, H 5,59%, O 44,4%, |
Fizikai tulajdonságok | |
T ° üveg átmenet | 60 ° C |
T ° fúzió | 175 ° C |
Oldékonyság | THF-ben , kloroformban , diklór-metánban oldódik |
Térfogat | 1,25 g cm -3 |
Óvintézkedések | |
NFPA 704 | |
1 0 0 | |
Egység SI és STP hiányában. | |
A tejsav ( angolul : tejsav , rövidítve PLA ) ipari komposztálás során biológiailag lebomló polimer ( 60 ° C feletti hőmérsékleten ).
Homopolimer biobased PLA nyerhetők a kukoricakeményítő , így ez az első természetes alternatívája a polietilén (a kifejezés bioműanyagból használjuk). Valójában a PLA olyan termék, amely cukrok vagy keményítő erjedéséből származik a tejsavat szintetizáló baktériumok hatására . Másodszor, a tejsavat egy új fermentációs eljárással polimerizálják, hogy politejsavvá váljanak. Ez a folyamat viszonylag alacsony moláris tömegű polimereket eredményez. Nagyobb molekulatömegű PLA előállításához a tejsav kondenzálásával előállított PLA-t depolimerizálják, így laktid keletkezik , amelyet viszont gyűrűnyitással polimerizálnak .
PLA tehát az egyik azok a polimerek, amelyekben a hosszú, fonalszerű molekulák épülnek a reakciót egy savas csoport egy tejsav-molekulát a hidroxil- csoportot egy másik, így egy észtert csomópont . A testben a reakció ellentétes irányban zajlik, és az így felszabadult tejsav beépül a normális anyagcsere folyamatba. Erősebb polimert állítunk elő glikolsav alkalmazásával , önmagában vagy tejsavval kombinálva.
A PLA előállításához használt két fő szintetikus módszer: polikondenzáció vagy gyűrűnyitási polimerizáció (ROP angolul). Két monomert alkalmazunk: (L) -tejsavat (LLA) és (D) -tejsavat (DLA).
Kémiailag a tejsav polimerizációja az alkohol és a karbonsav reakciójával jön létre, mellékterméket , vizet képezve . A reakció három szakaszban zajlik:
Ez iparilag a legszélesebb körben alkalmazott módszer, nagy moláris tömegű PLA-t állít elő. A szintézis három szakaszban zajlik:
A kereskedelmi PLA a PDLLA kopolimerje , amelyet LLA és DLA polimerizációjával nyernek. A PLA számos tulajdonságát a polimerben jelenlévő LLA és DLA aránya szabályozza.
A PLA egy elég gyenge tűzállósági tulajdonságú polimer. Jelenleg kutatást folytatnak olyan életképes adalékanyag megtalálására, mint például a lignin, amely növeli annak tulajdonságait.
A PLA aszimmetrikus szénatomokat tartalmazó királis polimer . A PLA szintézisében két izomert (L) -tejsavat és (D) -tejsavat használnak. Ezeknek a sztereoizomer központoknak a jelenléte kétféle struktúrához vezet: izotaktikus és szindiotaktikus. Egy izotaktikus polimerben ezek a szubsztituensek a szimmetriasík ugyanazon oldalán találhatók, míg egy szindiotaktikus polimer ezeknek a szubsztituenseknek a síkban váltakoznak egymással. A PLA sztereokémiai lánca erősen befolyásolja az anyag fizikai és mechanikai tulajdonságait.
A PLA sztereokémiai szerkezetétől függően lehet amorf vagy félkristályos . A DLA és az LLA racém polimerizációja amorf PDLLA kialakulásához vezet.
Polimerek, amelyek kizárólag vagy (L) -tejsav (PLLA) vagy (D) -tejsav (PDLA) félig kristályos egy üvegesedési hőmérséklete ( T v ) körülbelül 60 ° C , és olvadási hőmérséklet ( T f ) a 175 ° C .
PLLA kristályosodásra két formában (α, β), amelyek megfelelnek a következő olvadási hőmérsékletek T f : 185 ° C , a legstabilabb forma, és a 175 ° C-on az α és β formák rendre.
Semi-kristályos PLA egy Young-modulusa közötti 3 és 3,5 GPa , szakítószilárdsága közötti 50 és 70 MPa , szakadási nyúlása legalább változó 2-10%, hajlítószilárdsága 1 000 MPa , hajlítási modulusa 4000 hogy 5000 MPa .
A 3D nyomtatás során a PLA szálak elnyelik a nedvességet a környező levegőből, és nagyon törékennyé válhatnak, amikor odahajlanak, hogy a gépben már nem használhatók. Néhány órán át 40 és 50 ° C közötti szárítással orvosolható a probléma. Vannak erre a célra tervezett szellőztetett fűtődobozok.
A francia szokások szerint Franciaország 2014-ben a politejsav nettó importőre volt. Az átlagos tonnánkénti importár 2900 euró volt.