Появление, свойства, преимущества и применение полилактида

Практика использования полимерных материалов выявила один существенный недостаток большинства таких соединений. Эти материалы, ежегодно производимые промышленностью в объеме десятков миллионов тонн, в последующем очень сложно утилизируются. Такая особенность оказывает значительное влияние на состояние экологии во всех странах мира. Поэтому задача получения альтернативного материала с быстрым сроком разложения была поставлена и успешно решена.

Природа материала

С химической точки зрения полилактид это алифатический полиэфир, который является термопластичным, а также легко разлагается в биологической среде, или, находясь в ней, не оказывает вредных воздействий. Мономером для полилактида выступает молочная кислота. Химическая формула, которая обозначает полилактид, выглядит как С3H4О2.

Основным важным преимуществом, которое можно назвать доминирующим, является тот факт, что для производства полилактида требуются натуральные возобновляемые ресурсы. Основными компонентами, которые используют при производстве полилактида, являются сахарный тростник или кукуруза.

Это позволяет использовать готовый материал для изготовления различных видов продукции:

• тара и упаковка для продуктов питания;
• одноразовая посуда;
• фасовочные пакеты.

Основные свойства материала можно выразить такими показателями:

• плотность – 1,2-1,4 г/см3;
• прочность материала при растяжении – 10-60 Мпа;
• температура размягчения материала – 52-165ºС;
• температура плавления – 165-195ºС;
• поглощение влаги – 0,5-50 %.

В зависимости от назначения использования получает полилактид свойства, которые будут удовлетворять необходимым потребностям. Это связано с составом материала, где изменяя пропорции молочной кислоты и лактида варьируются и конечные свойства.

В качестве разновидностей базового материала можно выделить следующие виды полилактида:

• аморфный полилактид с низкой температурой стеклования (50-53ºС);
• стереокомплекс с высокой температурой плавления из чистых L- и D- линий полилактида.

Получение материала

Рынок производства современного экологичного материала практически сформирован. Среди основных производителей можно отметить такие высокотехнологичные компании как:

1. Американская фирма Nature Works, с годовым объемом производства около 140 тыс. тонн в год.
2. Японские компании Toyata и Hitachi.
3. Китайская компания Hisun Biomaterials.
4. Менее значимыми игроками являются американская фирма Dupont, бельгийская компания Galactik.
5. Голландская компания PURAC является крупнейшим производителем стереокомплексного материала.

Нужно отметить, что выпуская полилактид, производство характеризуется не только тем, что для синтеза используются возобновляемые ресурсы, а сам материал экологически чистый. Непосредственно заводы наполовину меньше выбрасывают такого парникового газа как диоксид углерода. Ископаемые ресурсы также задействованы в производстве, однако технология предполагает снижение объёмов таких веществ на 65%. Таким образом, стоит ожидать не только увеличение ежегодных объемов производимой продукции, но и расширение линейки готовых изделий на основе полилактида.

Практика применения и перспективы

Практика применения материалов, которые быстро разлагаются в окружающей среде, позволила производить такие массовые предметы, как фасовочные пакеты, упаковку для пищевых продуктов. Некоторые крупные сети, например, как Wal market, перешли на 100-процентное использование тары из полилактида.

Дальнейшие исследования позволили расширить линейку выпускаемой продукции. Можно назвать такие направления:

• • Медицина. Освоено производства хирургических нитей и штифтов, которые активно используются при проведении операций. Также на основе искусственного полимера изготавливают упаковку для лекарств. Полилактид может использоваться и в составе с другими материалами, например, активно смешивается с хитозаном.
  • Общественное питание. На основе материала изготавливают не только одноразовую посуду для домашнего потребления, но и аналогичные изделия в системе общепита. При этом бокалы или тарелки могут выглядеть стильно и дорого.
  • Высокие технологии. Материал активно начал использоваться при изготовлении конструкций, которые получаются при печати на 3D-принтерах.

Перспектива использования искусственного полимера непосредственно связана с высокими технологиями, развитием медицины и экологической безопасности во всех странах.