Fatores que afetam a hidrólise do ácido polilático (PLA)
November 20, 2023
Atualmente, a produção anual mundial de plásticos cerca de 140 milhões de toneladas, após o uso de resíduos representados por cerca de 50% a 60% da produção, a maioria dos produtos materiais de polímeros é difícil de decompor, resultando em água subterrânea e poluição do solo, colocando em risco a colocação do solo, colocando em risco a colocação do solo, colocando em risco a colocação de águas subterrâneas, em risco, colocando em risco, colocando em risco, colocando em risco a poluição do solo, colocando em risco, colocando em risco a poluição do solo, colocando em risco o solo, em risco, colocando em risco a poluição do solo, colocando em risco o solo, colocando em risco o solo, em risco, colocando em risco a poluição do solo, em risco, colocando em risco a poluição do solo e a poluição do solo. O crescimento de plantas e animais, ameaçando a sobrevivência dos seres humanos e da saúde e se tornando os principais culpados do mundo da poluição branca. À medida que as pessoas prestam cada vez mais atenção às questões ambientais, os plásticos biodegradáveis são gradualmente favorecidos. Como um poliéster alifático ecológico, o ácido polilático (PLA) também é um dos tipos mais utilizados de materiais de base biológica . Com boa biocompatibilidade, degradabilidade e excelentes propriedades de processamento, o PLA recebeu atenção generalizada e é considerada um dos novos "ecológicos" mais promissores para substituir os plásticos existentes. 1. Mecanismo de degradação do ácido polilático (PLA) Como material de poliéster, a degradação do ácido polilático é dividida em simples degradação hidrolítica e degradação catalisada por enzimas. A degradação hidrolítica simples é a reação inversa da esterificação, a partir da absorção da água, pequenas moléculas de água movidas para a superfície da amostra, difusão na ligação éster ou grupos hidrofílicos em torno do papel do ácido e do álcali no meio, o éster fratura de hidrólise livre de ligação, a amostra da molécula, a quantidade de lenta diminuição no peso molecular quando o peso molecular é reduzido até certo ponto, a amostra começou a se dissolver, gerando produtos de degradação solúvel. A degradação enzimática do polilactídeo é indireta, ocorre a primeira hidrólise do ácido polilático, a hidrólise em certa medida e o metabolismo adicional sob a ação das enzimas, para que o processo de degradação possa ser concluído.
2.Factors que afetam a hidrólise e degradação do ácido polilático Os fatores que afetam a hidrólise do PLA podem ser divididos em duas categorias: propriedades do material e condições de hidrólise. As propriedades do material incluem estrutura molecular, cristalinidade, tamanho e distribuição de peso molecular, regularidade da estrutura, forma e tamanho da amostra, processo de moldagem, aditivos e impurezas, etc.; As condições de hidrólise incluem pH, temperatura e umidade, constante dielétrica, tratamento de radiação etc., esses fatores não são independentes do impacto da degradação do polímero do material, mas da interação um do outro. 3. Influência da estrutura molecular A estrutura molecular é um fator importante que afeta as propriedades dos materiais à base de PLA. Alguns pesquisadores prepararam PLA de 3 braços, 4 braços e outros braços com vários iniciadores para estudar suas propriedades de hidrólise e descobriram que, para PLA com o mesmo peso molecular, quanto maior o número de cadeias ramificadas, mais rápida a taxa de degradação. A análise pode ser devida ao fato de que os polímeros contendo estruturas ramificadas têm menor cristalinidade e mais grupos terminais e, portanto, se degradam mais rapidamente do que aqueles com estruturas lineares. As pessoas alteram a estrutura molecular do PLA pela modificação da copolimerização e sintetizam vários tipos de copolímeros com PLA como matriz para controlar sua taxa de hidrólise. Por exemplo, o PLGA Copolymer, a introdução do PEG, não apenas melhora a hidrofilicidade do PLA e reduz sua cristalinidade, que acelera a degradação do polímero, mas também fornece ao material novas propriedades e funções. A hidrofilicidade do grupo introduzido desempenha um papel decisivo no processo de hidrólise dos polímeros na modificação da mistura, melhor a hidrofilicidade, mais significativa a degradação hidrolítica.
4. Influência da cristalinidade O PLA pertence ao material de poliéster cristalino, mas mesmo que o PLA pertence ao material de poliéster cristalino, sua cristalinidade não pode atingir 100%e a partícula ou material é dividida em área cristalina e amorfa (área amorfa). No processo de hidrólise do PLA, a hidrólise sempre ocorre primeiro na zona amorfa. A água penetra pela primeira vez na zona amorfa, de modo que a ligação éster na zona amorfa é quebrada, quando a maior parte da zona amorfa é hidrolisada, apenas da borda ao centro da zona cristalina começa a hidrolisar. Deve -se notar que, no processo de hidrólise do PLA, muitas vezes acompanhado pelo fenômeno do aumento da cristalinidade, o que pode ser devido à hidrólise da zona amorfa, a geração de uma série de regularidade estrutural de baixas substâncias moleculares, tornando o plá A cristalinidade aumentou. Alguns pesquisadores acreditam que o aumento da cristalinidade se deve à hidrólise da zona amorfa, o que aumenta a proporção da zona cristalina na amostra restante. 5. Influência da regularidade da estrutura cúbica Devido ao isomerismo óptico do ácido lático, o PLA também possui diferentes cubos, o PLLA, que é feito pela polimerização do ácido L-lático puro; PDLA, que é feito pela polimerização do ácido d-lático puro; O PDLLA, que é feito pela polimerização de diferentes PLA puro de baixa luz em uma certa proporção de ácido L-lático e ácido d-lático; e P (L/D) LA, que é fabricado pela co-mistura de PLLA e PDLA em uma determinada proporção. Um pesquisador comparou as propriedades de hidrólise de PLLA, PDLLA, PDLA e P (L/D) LA, e os resultados mostraram que o PDLLA era o mais fácil de hidrolisar; O PLLA e o PDLA foram os próximos mais fáceis de hidrolisar, e P (L/D) LA teve a resistência de hidrólise mais forte.
