چرا به پلی لاکتیک اسید پلیمر سبز میگویند

آموزش کامل شیمی کنکور دکتر مهدی نباتی

آزمون ورودی تدریس خصوصی و تحلیلی شیمی توسط استاد دکتر مهدی نباتی

یکی از مهمترین پلیمرهای فصل سوم شیمی یازدهم، پلیمر پلی لاکتیک اسید است که کاربردهای فراوانی دارد.

دانش آموزان عزیز در مقاله قبلی (می توانید آن را در اینجا بخوانید) تمام نکات بررسی ساختار مولکولی اسید لاکتیک را برای شما به تفصیل تجزیه و تحلیل کردم. در این مقاله می خواهم در مورد واکنش آماده سازی پلی لاکتیک اسید صحبت کنم.

نکاتی برای آزمایش اسید پلی لاکتیک

دانش آموزان عزیز همانطور که در مقاله قبل توضیح دادم اسید لاکتیک یک ترکیب آلی غیر معطر کاملا قطبی با فرمول شیمیایی C3H6O3 است که دارای دو گروه عاملی کربوکسیلیک اسید و هیدروکسیل می باشد.

از طرف دیگر، همانطور که در مقالات قبلی گفته ام، طبق واکنش زیر، ترکیبات استری از برهمکنش الکل ها و اسیدهای آلی ساخته می شوند:

آب + استر → اسید آلی + الکل

علاوه بر این، پلی استرها از واکنش دی اسیدها با دیول ها ساخته می شوند:

آب + پلی استر → دی اسید + DOL

ولی:

اما اگر ترکیبی داشته باشیم که هم گروه اسیدی و هم گروه الکلی داشته باشد، می تواند پلی استر را تشکیل دهد.

اسید لاکتیک ترکیبی است که دارای دو گروه عاملی اسیدی و الکلی است. بنابراین، با توجه به واکنش زیر، می تواند در واکنش پلیمریزاسیون شرکت کند و اسید پلی لاکتیک ایجاد کند:

واکنش ساخت و تهیه پلیمر پلی لاکتیک اسید شیمی تحلیلی نباتی چطوره

نکته اول: واکنش در حضور کاتالیزور اسیدی H2SO4 انجام می شود.

نکته دوم: از واکنش n مول اسید لاکتیک، زنجیره پلیمری (پلی استر) با پیوندهای استری n-1 تشکیل می شود.

نکته سوم: در مسائل استوکیومتری و عدد مولی زیاد، تعداد پیوندهای استری را n در نظر می گیریم.

نکته چهارم: از واکنش n مول اسید لاکتیک n-1 مول آب تشکیل می شود.

نکته پنجم: در مسائل استوکیومتری و در تعداد مول های بالا، تعداد مول های آب را n در نظر می گیریم.

نکته ششم: فرمول شیمیایی واحد تکرار شونده پلی لاکتیک اسید C3H4O2)n است.

نکته هفتم: بر خلاف اسید لاکتیک که هر دو نوع نیروهای واندروالسی بین مولکولی و پیوندهای هیدروژنی داشت، پلی لاکتیک اسید فقط دارای نیروهای واندروالسی بین مولکولی است.

نکته 8: پلی لاکتیک اسید یک ترکیب قطبی است و نقطه ذوب بالایی دارد.

نکته 9: پلی لاکتیک اسید یکی از پلیمرهای زیست تخریب پذیر است.

نکته دهم: پلی لاکتیک اسید یکی از پلیمرهای سبز رنگ است.

نکته 11: پلی لاکتیک اسید توسط موجودات میکروسکوپی تجزیه می شود و دی اکسید کربن و آب تولید می کند.

نکته ۱۲: از اسید پلی لاکتیک برای تهیه انواع ظروف پلاستیکی یکبار مصرف مانند ظروف آشپزخانه، ظروف، سطل زباله و کیسه های پلاستیکی استفاده می شود.

نکته 13: پلاستیک های ساخته شده از پلی لاکتیک اسید را می توان به کود تبدیل کرد. بنابراین ردپای کوچکتری در محیط به جا می گذارند.

دکتر مهدی نباتی

آموزش جامع شیمی کنکور و المپیاد در تهران – تدریس خصوصی صفر تا صد شیمی کنکوری نباتی چطوره

تدریس خصوصی و گروهی کنکور و المپیاد شیمی در تهران

پلی لاکتیک اسید چیست؟

پلی لاکتیک اسید یا پلی لاکتیک اسید پلی لاکتیک (PLA) از منابع تجدیدپذیر مانند نشاسته ذرت (در ایالات متحده و کانادا)، کاساوا، چیپس یا ریشه نشاسته (عمدتا در آسیا) یا نیشکر (در بقیه نقاط جهان) به دست می آید. و در واقع نوعی مستربچ زیست تخریب پذیر است. در سال 2010، PLA بیشترین حجم مصرف را در مقایسه با سایر انواع بیوپلاستیک در جهان داشت.

نام “اسید پلی لاکتیک” با استاندارد نامگذاری IUPAC مطابقت ندارد و به طور بالقوه مبهم و گیج کننده است زیرا PLA یک پلی اسید نیست بلکه نوعی پلی استر است.

این با بسیاری از پلیمرها و پلاستیک های دیگر که عمدتاً از تقطیر و پلیمریزاسیون ذخایر روغن بدون نسخه به دست می آیند متفاوت است.

ساختار پلی لاکتیک اسید

ساختار پلی لاکتیک اسید (C3H4O2)n است. اسید پلی لاکتیک عمدتاً توسط دو فرآیند مختلف تولید می شود: تراکم و پلیمریزاسیون. رایج ترین روش فرآیند پلیمریزاسیون است. در این فرآیند از ترکیب کاتالیزورهای فلزی با لاکتید، مولکول‌های PLA بزرگتری ایجاد می‌شود. در فرآیند تراکم، تفاوت اصلی با فرآیند پلیمریزاسیون، درجه حرارت در طول فرآیند است و بنابراین، محصولات جانبی (معمولات) در واکنش آزاد می شوند.

قیمت خرید گرانول PLA

گرانول‌های PLA به دلیل اینکه از مواد بیولوژیکی به دست می‌آیند، به‌عنوان «بیوپلاستیک» نیز شناخته می‌شوند. این پلی اتیلن اسیدی تجزیه پذیر است و خواصی مشابه پلی پروپیلن (PP)، پلی اتیلن (PE) یا پلی استایرن (PS) دارد. برای تولید پلیمر پلی لاکتیک اسید می توان از تجهیزات تولید پلاستیک موجود در صنعت پتروشیمی استفاده کرد که تولید آن را نسبتاً مقرون به صرفه می کند. این محصول به صورت کیسه ای و کیلویی به فروش می رسد. برای خرید پلی لاکتیک اسید و اطلاع از قیمت فروش این محصول می توانید با شماره تلفن شرکت ایستا پلیمر شریف تماس گرفته و اطلاعات بیشتر در مورد این گرانول را از کارشناسان ما دریافت نمایید.

استفاده از گرانول PLA

در نتیجه، PLA دومین حجم تولید انبوه را در بین هر پلاستیک زیستی دارد. اسید پلی لاکتیک به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می شود. برخی از کاربردهای متداول آن شامل فیلم‌های پلاستیکی، بطری‌ها و استفاده در دستگاه‌های پزشکی زیست تخریب‌پذیر مانند پیچ‌ها، پین‌ها، میله‌ها و صفحات است که انتظار می‌رود ظرف 6 تا 12 ماه تجزیه زیستی شوند. گرانول‌های PLA در اثر گرما جمع می‌شوند و بنابراین برای استفاده در بسته بندی برای مواد شرینک علاوه بر این، سهولت در همجوشی این گرانول آن را برای چاپ سه بعدی مناسب می کند.

انواع مختلف پلی لاکتیک اسید

پلی لاکتیک اسید انواع مختلفی دارد که شامل موارد زیر می شود:

راسمیک PLLA (پلی ال-لاکتیک اسید)،

PLLA معمولی (پلی ال-لاکتیک اسید)،

PDLA (اسید پلی دیلاکتیک) و

PDLLA (پلی-DL-لاکتیک اسید)

هر یک از این گلوله ها دارای خواص کمی متفاوت هستند، اما از این نظر که از منبع تجدیدپذیر اسید لاکتیک مشتق شده و تولید می شوند، مشابه هستند.

چرا پلی لاکتیک اسید را پلیمر سبز می نامند؟

یکی از مزایای بزرگ PLA به عنوان یک پلاستیک زیستی سازگاری آن با محیط است. به طور طبیعی وقتی در معرض محیط قرار می گیرد تخریب می شود. به عنوان مثال، بطری‌های PLA که در اقیانوس‌ها باقی می‌مانند، معمولاً در عرض 6 تا 24 ماه تخریب می‌شوند. برخلاف پلاستیک های معمولی، صدها تا هزاران سال طول می کشد تا در همان محیط تجزیه شوند.

خواص پلی لاکتیک اسید چیست؟

پلی لاکتیک اسید به عنوان یک پلی استر “ترموپلاستیک” (در مقابل “ترموست”) طبقه بندی می شود. این نام به نحوه واکنش پلاستیک به گرما مربوط می شود. مواد ترموپلاستیک در نقطه ذوب خود مایع می شوند (در مورد PLA 160-150 درجه سانتیگراد است).

یکی از ویژگی های مفید ترموپلاستیک ها این است که می توان آنها را تا نقطه ذوب خود گرم کرد و سپس سرد و دوباره گرم کرد بدون اینکه تخریب قابل توجهی داشته باشد. ترموپلاستیک ها به جای سوختن، مایع می شوند.

این خواص به آنها اجازه می دهد تا به راحتی تزریق شوند و سپس بازیافت شوند. در مقابل، پلاستیک های ترموست را فقط یک بار می توان گرم کرد (معمولاً در طی فرآیند قالب گیری تزریقی). اولین گرمایش باعث می شود که ماده ترموستات تنظیم شود و در نتیجه یک تغییر شیمیایی برگشت ناپذیر ایجاد شود. اگر پلاستیک ترموست دوباره در دمای بالا گرم شود، به سادگی می سوزد. این ویژگی باعث می شود که مواد ترموست کاندیدای ضعیفی برای بازیافت شوند. PLA تحت کد شناسایی رزین SPI 7 است.

خواص پلی لاکتیک اسید

مقاومت بالا

زیست محیطی

مقاوم در برابر درجه حرارت بالا

مقاومت کم در دمای پایین

ظاهری زیبا با وضوح و شفافیت

نیاز به انرژی پایین برای تولید و هزینه پایین تولید

عدم وجود چربی، بو و طعم

پلیمری که می تواند به کمپوست تبدیل شود.

دانلود اطلاعات فنی

پلی لاکتیک اسید یکی از پلیمرهای زیست تخریب پذیر است که در یک فرآیند پیچیده دو مرحله ای تولید می شود که ابتدا چرخه اسید لاکتیک پلیمریزه شده را باز می کند و سپس چرخه اسید لاکتیک را تکرار می کند. پلی لاکتیک اسید (PLA) یک پلیمر جدید نیست. در سال 1932، Carothers محصولی با جرم مولی کم با حرارت دادن اسید لاکتیک در خلاء تولید کرد. کار بعدی توسط Dupont & Ethicon بر روی ساخت بخیه های پزشکی، ایمپلنت ها و انتشار کنترل شده دارو متمرکز شد. به طور کلی، PLA بر پایه اسید لاکتیک است که از دکستروز به دست آمده از ذرت یا چغندر قند به عنوان ماده خام برای تولید PLA به دست می آید. بهبود مستمر تخمیر لاکتیک یک چالش بزرگ برای تولیدکنندگان است. اما پلی لاکتیک اسید و کوپلیمرهای آن پلیمرهای مشتق شده زیستی هستند که دارای خواص عالی مانند سازگاری و سمیت کم برای انسان بوده و برای محصولات خانگی مناسب هستند. پلی لاکتیک اسید (PLA) ماده خوبی برای تولید پوشاک، مبلمان، فرش، کیف، سیستم های فیلتراسیون و بخیه های پزشکی، دستگاه های شکستگی، ایمپلنت های دندانی، وسایل نگهداری مواد غذایی، لوازم آشپزخانه و غیره است. نام “اسید پلی لاکتیک” با استاندارد نامگذاری IUPAC مطابقت ندارد و به طور بالقوه مبهم و گیج کننده است زیرا PLA یک پلی اسید نیست بلکه نوعی پلی استر است.

در این صفحه 465 مقاله تخصصی درباره پلی لاکتیک اسید یا پلی لاکتیک اسید منتشر شده در نشریات علمی و پایگاه ساینس دایرکت نمایش داده شده است. برخی از این مقالات قبلا به فارسی ترجمه شده اند و با مراجعه به هر یک می توانید متن کامل مقاله را به زبان انگلیسی و همچنین ترجمه فارسی آن را دریافت کنید. مترجمان مجرب ما آماده هستند تا در اسرع وقت آن را برای شما ترجمه کنند.