ахунок створення високопродуктивних технологічних процесів. Активну роботу у вдосконаленні технології виробництва молочної кислоти проводять фірми Cargill Inc. (США) і PURAC (Іспанія).
полімолочной кислота існує в трьох ізомерних формах: D-форма, L-форма і їх сумішшю.
Рис. 2 Будова ізомерів полімолочной кислоти
хімічний полімолочной кислота полілактид
Тип ізомеру визначає багато властивості полімеру, такі як температура плавлення, температура склування, умови розчинення в органічних розчинниках, кристалличность. Тобто, варіюючи наявність L і D-форм в полімері, можна задати полімер з необхідними властивостями, сто допомагає отримати різні класи полілактідних матеріалів.
Полімер, що складається на 100% з L-лактид має високий ступінь стереорегулярность, що надає йому кристалличность, температура склування L-полілактиду 54-58 ° С, температура плавлення досягає 207 ° С, але внаслідок наявності різних домішок, дефектних кристалів на практиці зазвичай зустрічається занижена температура плавлення 170-180 ° С.
У тому випадку якщо полілактид складається з L- і D-форм лактид він має аморфне будова, температура склування становить 50-53 ° С, плавлення відсутня, оскільки немає кристалічної фази.
Найвища температура плавлення у комплексу, що складається з чистого L-полілактиду і чистого D-полілактиду.
Два ланцюжки сплітаються і утворюється додаткова взаємодія між ними, яке веде до підвищення температури плавлення.
Таблиця 1. Фізико-хімічні властивості високомолекулярної полімолочной кислоти
СвойстваНеоріентірованная PLAОріентірванная PLAТ g, ° С57-6057-60Удельний вага, г/см 3 1,251,25Предельная міцність при розтягуванні € 10 3, МПа6,9-7,7; 47,6-53,16,9-24; 47,6-166Предельная плинність при розтягуванні? 10 березня, МПа6,6-8,9; 45,5-61,4Не определеноМодуль при розтягуванні? 3 жовтня, МПа500-580; 3447-4000564-600; 3889-4137Прочность по Изоду з надрізом, кг? см/см0,3-0,4Не определеноОтносітельное подовження при розриві,% 3,1-5,815-160Твердость по Роквеллу82-8882-88
Глава 2. Технологія отримання полімолочной кислоти
Синтез полімолочной кислоти можна проводити трьома основними способами. В основі їх, принаймні, на початковій стадії лежить поліконденсація молочної кислоти.
Рис. 3. Синтез полімолочной кислоти
Цей процес - рівноважний, і без спеціальних умов (зокрема, видалення реакційної води) можна отримати тільки крихкий стеклообразний олігомер з неважливими фізікомеханіческіх характеристиками. У той же час видалення реакційної води азеотропного способом (азеотропной поліконденсації) дозволяє синтезувати полімолочной кислоту з досить високою молекулярною масою з молочної кислоти безпосередньо (спосіб I). Цей метод порівняно недорогий, не вимагає яких-небудь спеціальних добавок, однак в одержуваному полімері можуть утримуватися домішки токсичного каталізатора. Від слідів цього каталізатора позбавляються осадженням або фільтруванням після додавання сильних кислот (наприклад, сірчаної).
В основі інших способів (II і III) отримання полімолочной кислоти з високою молекулярною масою лежить попередній синтез олігомеру з достатньою кількістю кінцевих гідроксильних і карбоксильних груп. Так, за способом II полімолочной кислоту (Mw gt; 100 кДа) синтезують з олігомеру з Mw=2? 10 кДа і модифікованими кінцевими групами. Для цього з продукту поліконденсації молочної кислоти окремо отримують олігомер з кінцевими гідроксильними групами та окремо - з кінцевими карбоксильними. Олігомер з кінцевими гідроксильними групами синтезують з використанням малих кількостей поліфункціональних ОН-містять речовин (2-бутен, 4-діол, гліцерин або 1,4 утандіол), а олігомер з кінцевими карбоксильними - при додаванні малих кількостей карбонових кислот (малеїнова, янтарна, адипінова або ітаконовою) або їх ангідридів (малеїновий або бурштиновий). Отримані олігомери піддають поліконденсації між собою з отриманням полімолочной кислоти, причому молекулярна маса продукту складається з молекулярних мас прореагировавших олігомерів і залежить від їх мольного співвідношення. Спосіб II більш доріг, ніж спосіб I, але у випадку застосування специфічних добавок, що нейтралізують або видаляють небажані домішки і побічні продукти синтезу, можна отримати Високочистий полімер без залишкових металів, каталізаторів і низькомолекулярних фракцій.
Нарешті, згідно способу III з попередньо синтезованого і очищеного олігомеру з Mw=1? 5 кДа шляхом деполімеризації при зниженому тиску отримують циклічний лактид. Потім цей лактид піддають полімеризації, в результаті якої цикл лактид розкривається і виходить високомоле...
