Πολυγαλακτικό οξύ (PLA), Η μαγεία της μετατροπής των καλλιεργειών σε πλαστικό

Το πολυγαλακτικό οξύ είναι ένα αλειφατικό πολυεστερικό υλικό που προέρχεται από βιομάζα, το οποίο έχει καλή βιοσυμβατότητα και βιοδιασπασιμότητα και έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής μηχανικής αντοχής, καλής διαφάνειας, εύκολης επεξεργασίας και χύτευσης και είναι το μεγαλύτερο συνθετικό αποικοδομήσιμο πλαστικό στην εκβιομηχάνιση.
Το πολυγαλακτικό οξύ μπορεί να παρασκευαστεί με άμεση αφυδάτωση, πολυσυμπύκνωση γαλακτικού οξέος και πολυμερισμό του λακτιδίου με άνοιγμα δακτυλίου (κυκλικό διμερές γαλακτικού οξέος).
Το PLA είναι ένας αλειφατικός πολυεστέρας που σχηματίζεται από γαλακτικό οξύ μέσω ολιγομερισμού, κυκλοποίησης, πολυμερισμού και άλλων διεργασιών. Η διαδικασία μετασχηματισμού του PLA είναι η εξής: οι χημικοί μπορούν να φτιάξουν αποτελεσματικά LA από άμυλο που εξάγεται από καλλιέργειες όπως το καλαμπόκι μέσω υδρόλυσης και μικροβιακής ζύμωσης και περαιτέρω να το μετατρέψουν σε PLA μέσω πολυμερισμού συμπύκνωσης ή πολυμερισμού με άνοιγμα δακτυλίου, συνειδητοποιώντας τη «μαγική». μετατροπής των καλλιεργειών σε πλαστικά.

Δεδομένου ότι το μονομερές LA περιέχει ομάδες υδροξυλίου (-ΟΗ) και καρβοξυλίου, μπορεί να συμπυκνωθεί με τις ομάδες καρβοξυλίου και υδροξυλίου ενός άλλου μονομερούς LA, αντίστοιχα. Με αυτόν τον τρόπο, τα μονομερή LA αντιδρούν εναλλάξ για να λάβουν ένα υλικό PLA υψηλού μοριακού βάρους.

Επί του παρόντος, το κύριο εμπορικό πολυγαλακτικό οξύ είναι το πολυ-L-γαλακτικό οξύ (PLLA). Το γαλακτικό οξύ είναι ένα χειρόμορφο μόριο που περιέχει δύο ισομερή, το L-γαλακτικό οξύ (L-γαλακτικό) και το D-γαλακτικό οξύ (D-γαλακτικό). Στη διαδικασία παραγωγής του πολυγαλακτικού οξέος, η μονάδα L-γαλακτικού οξέος μετατρέπεται σε μονάδα D-γαλακτικού οξέος λόγω της επίδρασης της υψηλής θερμοκρασίας, του καταλύτη και άλλων παραγόντων, που τελικά οδηγεί στην αύξηση της μονάδας D-γαλακτικού οξέος και στη μείωση της θεωρητικής τιμής οπτικής περιστροφής του σε PLLA.