Factors que afecten la hidròlisi de l’àcid polilàctic (PLA)
November 20, 2023
Actualment, la producció anual de plàstics mundials de prop de 140 milions de tones, després que l’ús de residus representés al voltant del 50% al 60% de la producció, la majoria dels productes materials de polímers són difícils de descomposar, donant lloc a la contaminació de les aigües subterrànies i del sòl, posant en perill El creixement de plantes i animals, amenaçant la supervivència dels éssers humans i la salut i convertint -se en els principals culpables del món de la contaminació blanca. A mesura que la gent presti més atenció als problemes mediambientals, els plàstics biodegradables s’afavoreixen gradualment. Com a polièster alifàtic respectuós amb el medi ambient, l’àcid polilàctic (PLA) és també un dels tipus més utilitzats de materials basats en bio . Amb una bona biocompatibilitat, degradabilitat i excel·lents propietats de processament, PLA ha rebut una atenció generalitzada i es considera que és un dels nous “ecosaterials” més prometedors per substituir els plàstics existents. 1. Mecanisme de Degradació de l’àcid polilàctic (PLA) Com a material de polièster, la degradació de l’àcid polilàctic es divideix en una degradació hidrolítica simple i degradació catalitzada per l’enzim. La degradació hidrolítica simple és la reacció inversa de l’esterificació, a partir de l’absorció d’aigua, les molècules petites d’aigua es van traslladar a la superfície de la mostra, difusió a l’enllaç d’èster o grups hidrofílics al voltant del paper de l’àcid i alcali en el medi, l’èster, l’èster, Fractura d’hidròlisi lliure d’enllaços, la mostra de la molècula, la quantitat de disminució lenta del pes molecular quan el pes molecular es redueix fins a cert punt, la mostra va començar a dissoldre’s, generant productes de degradació soluble. La degradació enzimàtica de la polilactid és indirecta, l’àcid polilàctic es produeix la primera hidròlisi, la hidròlisi fins a cert punt i el metabolisme posterior sota l’acció dels enzims, de manera que es pot completar el procés de degradació.
2. Factors que afecten la hidròlisi i la degradació de l’àcid polilàctic Els factors que afecten la hidròlisi de PLA es poden dividir en dues categories: propietats del material i condicions d’hidròlisi. Les propietats del material inclouen l'estructura molecular, la cristalinitat, la mida i la distribució del pes molecular, la regularitat de l'estructura, la forma i la mida de la mostra, el procés de modelat, els additius i les impureses, etc .; Les condicions d’hidròlisi inclouen pH, temperatura i humitat, constant dielèctrica, tractament de radiació, etc., aquests factors no són independents de l’impacte de la degradació del polímer del material, sinó de la interacció els uns dels altres. 3. Influència de l'estructura molecular L’estructura molecular és un factor important que afecta les propietats dels materials basats en PLA. Alguns investigadors van preparar PLA de tres braços, 4-armes i altres múltiples armes utilitzant diferents iniciadors per estudiar les seves propietats d’hidròlisi i van trobar que per a PLA amb el mateix pes molecular, més gran és el nombre de cadenes ramificades, més ràpid és la taxa de degradació. L’anàlisi pot ser deguda al fet que els polímers que contenen estructures ramificades tenen una cristalinitat inferior i més grups terminals i, per tant, es degraden més ràpidament que els que tenen estructures lineals. La gent canvia l'estructura molecular del PLA mitjançant la modificació de la copolimerització i sintetitza diversos tipus de copolímers amb PLA com a matriu per controlar la seva taxa d'hidròlisi. Per exemple, PLGA copolímer, la introducció de PEG no només millora la hidrofilicitat del PLA i redueix la seva cristalinitat, que accelera la degradació del polímer, sinó que també proporciona al material noves propietats i funcions. La hidrofilicitat del grup introduït té un paper decisiu en el procés d’hidròlisi dels polímers en la modificació de la barreja, millor serà la hidrofilicitat, més significativa és la degradació hidrolítica.
4. Influència de la cristalinitat PLA pertany al material de polièster cristal·lí, però fins i tot si PLA pertany al material de polièster cristal·lí, la seva cristalinitat no pot arribar al 100%i la partícula o material es divideix en zona cristal·lina i amorfa (zona amorfa). En el procés d’hidròlisi de PLA, la hidròlisi es produeix sempre primer a la zona amorfa. L’aigua primer penetra a la zona amorfa, de manera que l’enllaç d’èster a la zona amorfa es trenca, quan la major part de la zona amorfa s’hidrolitza, només des de la vora fins al centre de la zona cristal·lina comença a hidrolitzar -se. Cal destacar que, en el procés d’hidròlisi PLA, sovint acompanyat del fenomen de l’augment de la cristalinitat, que pot ser deguda a la hidròlisi de la zona amorfa, la generació de diverses regularitat estructural de substàncies moleculars baixes, fent la PLA, fent la PLA La cristalinitat va augmentar. Alguns investigadors creuen que l’augment de la cristalinitat es deu a la hidròlisi de la zona amorfa, cosa que augmenta la proporció de zona cristal·lina a la mostra restant. 5. Influència de la regularitat de l'estructura cúbica A causa de l'isomerisme òptic de l'àcid làctic, la PLA també té diferents cubs, PLLA, que es fa mitjançant la polimerització d'àcid L-lactic pur; PDLA, que es fa mitjançant la polimerització de l’àcid D-lactic pur; PDLLA, que es fa mitjançant la polimerització de diferents PLA pur de poca llum en una determinada proporció d’àcid L-làctic i àcid D-làctic; i P (L/D) LA, que es fa mitjançant la co-barreja de PLLA i PDLA en una determinada relació. Un investigador va comparar les propietats d’hidròlisi de PLLA, PDLLA, PDLA i P (L/D) LA, i els resultats van demostrar que PDLLA era el més fàcil d’hidrolitzar; PLLA i PDLA eren els següents més fàcils d’hidrolitzar, i P (L/D) LA va tenir la resistència a la hidròlisi més forta.
