Polilaktik asidin (PLA) hidrolizini etkileyen faktörler
2023,11,20
Şu anda, dünyanın yıllık plastik üretimi yaklaşık 140 milyon ton, üretimin yaklaşık% 50 ila% 60'ını oluşturduktan sonra, polimer malzeme ürünlerinin çoğunun ayrışması zordur, bu da yeraltı suyu ve toprak kirliliğine neden olur, tehlikeye atar Bitkilerin ve hayvanların büyümesi, insanların ve sağlığın hayatta kalmasını tehdit etmek ve dünyanın beyaz kirlilik suçluları olmak. İnsanlar çevre sorunlarına gittikçe daha fazla dikkat çektikçe, biyolojik olarak parçalanabilir plastikler yavaş yavaş tercih edilmektedir. Çevre dostu alifatik bir polyester olarak, polilaktik asit (PLA) aynı zamanda en yaygın kullanılan
biyo bazlı malzemelerden biridir . İyi biyouyumluluk, bozunabilirlik ve mükemmel işleme özellikleri ile PLA yaygın bir ilgi görmüş ve mevcut plastiklerin yerini almak için en umut verici yeni "eko-malzemelerden" biri olarak kabul edilmektedir. 1.
Polilaktik asit (PLA) degradasyon mekanizması Bir polyester malzeme olarak, polilaktik asidin bozulması basit hidrolitik bozulmaya ve enzim katalizli bozulmaya ayrılır. Basit hidrolitik bozulma, suyun emiliminden başlayarak esterleşmenin ters reaksiyonudur, küçük su molekülleri numunenin yüzeyine taşınır, ester bağına difüzyon veya ortamda asit ve alkali rolü etrafında hidrofilik gruplar, ester Bond serbest hidroliz kırığı, molekül örneği, moleküler ağırlık belirli bir dereceye kadar azaltıldığında moleküler ağırlıkta yavaş azalma miktarı, numune çözünür bozulma ürünleri üreterek çözülmeye başladı. Polilaktin enzimatik degradasyonu dolaylıdır, polilaktik asit ilk hidroliz meydana gelir, belirli bir dereceye kadar hidroliz ve enzimlerin etkisi altında daha fazla metabolizma, böylece bozunma işlemi tamamlanabilir.
2.
polilaktik asidin hidrolizini ve bozunmasını etkileyen faktörler PLA'nın hidrolizini etkileyen faktörler iki kategoriye ayrılabilir: malzeme özellikleri ve hidroliz koşulları. Malzeme özellikleri arasında moleküler yapı, kristallik, moleküler ağırlık boyutu ve dağılımı, yapının düzenliliği, numune şekli ve boyutu, kalıplama işlemi, katkı maddeleri ve safsızlıklar vb.; Hidroliz koşulları arasında pH, sıcaklık ve nem, dielektrik sabiti, radyasyon tedavisi vb. 3. Moleküler yapının etkisi Moleküler yapı, PLA bazlı malzemelerin özelliklerini etkileyen önemli bir faktördür. Bazı araştırmacılar, hidroliz özelliklerini incelemek için farklı başlatıcılar kullanarak 3 kollu, 4 kollu ve diğer çok kollu PLA hazırladılar ve aynı moleküler ağırlığa sahip PLA için dallı zincir sayısı ne kadar yüksek olursa, bozulma oranı o kadar hızlı olduğunu buldular. Analiz, dallı yapılar içeren polimerlerin daha düşük kristalliğe ve daha fazla terminal grupuna sahip olmasından ve dolayısıyla doğrusal yapıları olanlardan daha hızlı bozulmasından kaynaklanabilir. İnsanlar kopolimerizasyon modifikasyonu ile PLA'nın moleküler yapısını değiştirir ve hidroliz hızını kontrol etmek için matris olarak çeşitli kopolimer türlerini PLA ile sentezler. Örneğin, PLGA kopolimeri, PEG'nin tanıtımı sadece PLA'nın hidrofilitesini iyileştirmekle kalmaz ve polimerin bozulmasını hızlandıran kristalliğini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda malzemeye yeni özellikler ve fonksiyonlar da verir. Tanıtılan grubun hidrofilikliği , karışım modifikasyonundaki polimerlerin hidroliz işleminde belirleyici bir rol oynar , hidrofiliklik ne kadar iyi olursa, hidrolitik bozulma o kadar önemli olur.
4. Kristalliğin Etkisi PLA kristal polyester malzemeye aittir, ancak PLA kristal polyester malzemeye ait olsa bile, kristalliği%100'e ulaşamaz ve partikül veya malzeme kristal ve amorf bölgeye (amorf alan) bölünür. PLA'nın hidrolizi sürecinde, hidroliz her zaman önce amorf bölgede meydana gelir. Su ilk önce amorf bölgeye nüfuz eder, böylece amorf bölgedeki ester bağı kırılır, amorf bölgenin çoğu hidrolize edildiğinde, sadece kristalin bölgenin merkezinden hidrolize olmaya başlar. PLA hidrolizi sürecinde, genellikle artan kristallik olgusu eşliğinde, amorf bölgenin hidrolizi, düşük moleküler maddelerin bir dizi yapısal düzenliliğinin üretilmesinden kaynaklanarak PLA'yı oluşturduğuna dikkat edilmelidir. Kristallik arttı. Bazı araştırmacılar, kristallikteki artışın, kalan numunedeki kristal bölgenin oranını arttıran amorf bölgenin hidrolizinden kaynaklandığına inanmaktadır. 5. Kübik yapının düzenliliğinin etkisi Laktik asidin optik izomerizmi nedeniyle, PLA ayrıca saf L-laktik asidin polimerizasyonu ile yapılan farklı küplere, PLLA'ya sahiptir; Saf D-laktik asidin polimerizasyonu ile yapılan PDLA; Farklı düşük ışıklı saf PLA'nın belirli bir L-laktik asit ve D-laktik asit oranında polimerizasyonu ile yapılan pdlla; ve PLLA ve PDLA'nın belirli bir oranda birlikte karıştırılmasıyla yapılan P (l/d) La. Bir araştırmacı, PLLA, PDLLA, PDLA ve P (L/D) La'nın hidroliz özelliklerini karşılaştırdı ve sonuçlar PDLLA'nın hidrolizlenmesi en kolay olduğunu gösterdi; PLLA ve PDLA, bir sonraki hidrolize olmuştu ve P (L/D) La en güçlü hidroliz direncine sahipti.
