2023-04-29 216 蘇州和塑美
眾所周知,聚乳酸的結晶性影響聚乳酸的耐熱性、水解穩定性和氣體阻隔性能等。高結晶度PLLA可提高制品的耐熱溫度,增加材料水解穩定性與氣體阻隔性能;增加PLLA的結晶度可以提高材料的拉伸強度。
聚乳酸在加工的過程中,結構中的晶體結構會發生改變,比如,熔體溫度改變、外力拉伸或者附生結晶會導致 α-、 β-、 γ-、 δ-晶體結構的出現,影響聚乳酸的結晶性能。
在眾多影響聚乳酸結晶性能的因素中,光學純度起到至關重要的作用。這是因為 D-乳酸插入PLLA的分子鏈段中,破壞了聚乳酸分子鏈的規整性,降低聚乳酸的結晶性能。
隨著聚乳酸光學純度的降低,聚乳酸分子鏈難以形成完善的結晶結構。目前的研究集中在通過添加成核劑、立體復合等手段,提高低光學純度PLLA的結晶速度、耐熱溫度及力學性能。
上游品質影響下游應用
聚乳酸的合成需得從乳酸合成講起,因乳酸的品質直接影響PLA 的合成。乳酸是自然界中最小的手性分子,以兩種立體異構體形式存在于自然界中,即為左旋型L-乳酸和右旋型D-乳酸。將這兩種乳酸等比例混合即為消旋的DL-乳酸。
乳酸為手性分子,含有兩種異構體,分別為左旋乳酸(L-乳酸)和右旋乳酸(D-乳酸)。在聚乳酸的生產過程中,L-乳酸單元受到高溫、催化劑等因素的影響少部分轉化為D-乳酸單元,最終導致PLLA中D-乳酸單元的增加和其理論旋光度值的降低。
L-乳酸、D乳酸及DL-乳酸在聚乳酸上及與生物化學有關的食品、醫藥和農藥等領域中的應用是存在區別的。PLA通常要求L-乳酸含量較高,其光學純度大于96%~99%(即D-乳酸小于1%~4%)。乳酸的光學及化學純度將直接影響聚乳酸生產過程中的產品收率、穩定性及產品品質。
光學純度指標由具有兩種同分異構體的乳酸的手性分子特性得出。光學純度對聚乳酸的熔點和結晶速率等關鍵指標有重要影響,直接影響產品的收率、生產成本和應用范圍。
聚乳酸的光學純度主要由丙交酯的光學純度決定,但在“乳酸-丙交酯”的脫水酯化和環化過程中,隨著反應時間和溫度的增加,會出現乳酸分子消旋化現象,從而降低丙交酯的光學純度。
所以說,市面上不同品質不同價格的PLA,很大一部分原因是因為自身的品質。
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