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聚乳酸:將左旋乳酸和右旋乳酸的外消旋混合物聚合,可以得到無(wú)定形的聚-DL-丙交酯。使用立體定向催化劑可以合成具有結(jié)晶度的雜規(guī)聚合物。結(jié)晶度以及許多重要的質(zhì)在很大程度上受所用對(duì)映異構(gòu)體的比例控制,上海工業(yè)PLA價(jià)格,相對(duì)而言,催化劑類型對(duì)這些質(zhì)的影響較小。除了乳酸和丙交酯之外,學(xué)術(shù)界也采用一種五元環(huán)狀化合物——乳酸氧-羧基環(huán)內(nèi)酸酐(lac-OCA)來(lái)合成聚乳酸,上海工業(yè)PLA價(jià)格。這種化合物比丙交酯更具反應(yīng),因?yàn)樗木酆鲜怯擅慨?dāng)量乳酸損失一當(dāng)量二氧化碳來(lái)驅(qū)動(dòng)的。水不是副產(chǎn)物。另一種合成方法是將乳酸與沸石接觸,上海工業(yè)PLA價(jià)格。這種縮合反應(yīng)是一步反應(yīng),溫度降低約100°C°C。聚乳酸也可用作可分解的包裝材料。上海工業(yè)PLA價(jià)格
聚乳酸的立構(gòu)復(fù)合耐熱改備受關(guān)注,PDLA異軍突起:PDLA的能和PLLA不相上下,但兩者等比例混合形成的立構(gòu)復(fù)合物卻能帶來(lái)大幅度的能改變,比如耐熱。2003年,Yamane等發(fā)現(xiàn)聚L-乳酸和聚D-乳酸的立體共聚物比單純的聚L-乳酸有更高的熔點(diǎn),聚L-乳酸的熔點(diǎn)大約為180℃, 而聚L-乳酸和聚D-乳酸的立體共聚物熔點(diǎn)能夠達(dá)到230°C,這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果使工業(yè)界對(duì)D-乳酸的生產(chǎn)產(chǎn)生了巨大的興趣。國(guó)內(nèi)的陳學(xué)思團(tuán)隊(duì)采用選擇催化劑體系,分別制備高立構(gòu)規(guī)整度的PLLA和PDLA,進(jìn)而制備兩者的立構(gòu)復(fù)合物,其熔點(diǎn)可高達(dá)254℃,耐熱大幅提高,使用溫度從普通聚乳酸的60℃提高到120℃。但D-乳酸的產(chǎn)能是個(gè)問(wèn)題。因?yàn)榧僁-乳酸(光學(xué)純度99%以上),只有科碧恩·普拉克及武藏野中國(guó)廠能以工業(yè)級(jí)別提供市場(chǎng),而國(guó)內(nèi)的巨能金玉米、新寧科技等企業(yè)的D-乳酸產(chǎn)能還處于初級(jí)階段。鹽城工業(yè)級(jí)PLA供應(yīng)商聚乳酸成型方式可以是澆鑄成型、注射成型和紡絲成型。
聚乳酸合成:聚乳酸有兩種合成方法,即丙交酯(乳酸的環(huán)狀二聚體)的開(kāi)環(huán)聚合和乳酸的直接聚合。丙交酯開(kāi)環(huán)聚合生產(chǎn)工序?yàn)椋合葘⑷樗崦撍h(huán)化制成丙交酯;再將丙交酯開(kāi)環(huán)聚合制得聚乳酸。其中乳酸的環(huán)化和提純是制備丙交酯的難點(diǎn)和關(guān)鍵,這種方法可制得高分子量的聚乳酸,也較好地滿足成纖聚合物和骨固定材料等的要求。乳酸直接縮聚是由精制的乳酸直接進(jìn)行聚合,是較早也是較簡(jiǎn)單的方法。該法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,但得到的聚合物分子量低,且分子量分布較寬,其加工能等尚不能滿足成纖聚合物的需要;而且聚合反應(yīng)在高于180℃的條件下進(jìn)行,得到的聚合物極易氧化著色,應(yīng)用受到一定的限制。由于原料原因,聚乳酸有聚d-乳酸(PDLA)、聚L-乳酸(PLLA)和聚dL-乳酸(PDLLA)之分。生產(chǎn)纖維一般采用PLLA。
聚乳酸擴(kuò)鏈改:擴(kuò)鏈改后的復(fù)合物分子量增大,特征粘度將有所增加。有學(xué)者以擴(kuò)鏈劑苯乙烯/丙烯酸環(huán)氧共聚物對(duì)半結(jié)晶和無(wú)規(guī)則形狀的PLA擴(kuò)鏈改。研究發(fā)現(xiàn)擴(kuò)鏈后的PLA較未改之前的剪切粘度有所增加,在熔融態(tài)下,PLA的雙軸拉伸應(yīng)變硬化現(xiàn)象很強(qiáng)。也有團(tuán)隊(duì)將擴(kuò)鏈劑苯乙烯/環(huán)氧丙基/丙烯酸鹽共聚物對(duì)PLA進(jìn)行改,改后發(fā)現(xiàn)在加入擴(kuò)鏈劑之后PLA的發(fā)泡能力得到了增強(qiáng)。常用的共混方法是熔融共混,根據(jù)共混組分的類型不同,PLA共混體系可大致分為增塑劑共混、成核劑共混、無(wú)機(jī)填料共混、天然纖維共混以及其他可降解材料共混等。聚乳酸機(jī)械性能及物理性能良好。
聚乳酸物理和機(jī)械能:聚乳酸聚合物既可以是無(wú)定形玻璃狀聚合物,也可以是半結(jié)晶和高結(jié)晶聚合物,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為60°C,熔點(diǎn)為130-180°C。 耐熱聚乳酸能承受110°C的溫度。聚乳酸的基本機(jī)械能介于聚苯乙烯和聚酯之間。 通過(guò)將PLLA(左旋聚乳酸)與PDLA(右旋聚乳酸)物理共混,PLLA的熔融溫度可提高40-50°C,熱撓曲溫度可從約60°C提高至190°C。PDLA和PLLA形成高度規(guī)則的立體復(fù)合物,結(jié)晶度增加。當(dāng)混合物中PDLA與PLLA的比例在1:1時(shí),熱穩(wěn)定達(dá)到較佳,但是即使PDLA在3-10%的低濃度條件下,熱穩(wěn)定仍然有很大的改善。在后一種情況下,PDLA起到成核劑的作用,從而增加了結(jié)晶速率。PDLA的生物降解比聚乳酸慢,因?yàn)镻DLA的結(jié)晶度更高。聚乳酸的彎曲模量高于聚苯乙烯,具有良好的熱封能。聚乳酸被認(rèn)為是用于改善PLA的材料性質(zhì)的填充材料的良好選擇。上海工業(yè)PLA價(jià)格
聚乳酸將左旋乳酸和右旋乳酸的外消旋混合物聚合,可以得到無(wú)定形的聚-DL-丙交酯。上海工業(yè)PLA價(jià)格
聚乳酸生產(chǎn)方式:生產(chǎn)聚乳酸得先制得乳酸,通常有三個(gè)來(lái)源:含糖的生物質(zhì)材料提取淀粉再糖化發(fā)酵,家庭垃圾中的糖類發(fā)酵,以農(nóng)作物或植物根莖葉等廢棄生物質(zhì)材料為原料提取纖維素再糖化和發(fā)酵。有了乳酸則主要以兩種方法生產(chǎn)聚乳酸。一是乳酸直接縮聚法。在脫水劑的作用下,乳酸分子之間的羥基和羧基自發(fā)進(jìn)行縮合脫水反應(yīng),直接生成聚乳酸。此方法生產(chǎn)成本低廉,生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本較低。但反應(yīng)中副產(chǎn)物難以除去壓抑了反應(yīng)的進(jìn)行,難以得到高分子量的聚合物。二是丙交酯開(kāi)環(huán)聚合法,也稱二步法。使乳酸分子先聚合成丙交酯,再進(jìn)一步縮聚成聚乳酸,是目前工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)高分子量聚乳酸較普遍的方法。此方法需進(jìn)行丙交酯的純化,工藝流程相對(duì)復(fù)雜、成本較高、路線較長(zhǎng),可得到分子量達(dá)106~107級(jí)的聚乳酸。上海工業(yè)PLA價(jià)格
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