กรดโพลีแลกติก (PLA) ความมหัศจรรย์ของการเปลี่ยนพืชผลให้กลายเป็นพลาสติก
Jul 05, 2024
กรดโพลีแลกติกเป็นวัสดุโพลีเอสเตอร์อะลิฟาติกที่สกัดจากชีวมวล ซึ่งมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพและย่อยสลายได้ทางชีวภาพได้ดี มีข้อดีคือมีความแข็งแรงทางกลสูง โปร่งใสดี แปรรูปและขึ้นรูปง่าย และยังเป็นพลาสติกสังเคราะห์ที่ย่อยสลายได้ที่ใหญ่ที่สุดในอุตสาหกรรม
กรดโพลีแลกติกสามารถเตรียมได้โดยการทำให้เกิดการโพลีคอนเดนเซชันของกรดแลกติกที่ทำให้แห้งโดยตรง และการเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบเปิดวงแหวนของแลกไทด์ (ไดเมอร์วงแหวนของกรดแลกติก)
PLA คือโพลีเอสเตอร์อลิฟาติกที่ก่อตัวจากกรดแลกติกผ่านกระบวนการโอลิโกเมอไรเซชัน วงจร โพลิเมอไรเซชัน และกระบวนการอื่นๆ กระบวนการเปลี่ยนรูปของ PLA มีดังนี้ นักเคมีสามารถผลิต LA ได้อย่างมีประสิทธิภาพจากแป้งที่สกัดจากพืชผล เช่น ข้าวโพด ผ่านการไฮโดรไลซิสและการหมักจุลินทรีย์ และแปลงต่อไปเป็น PLA โดยใช้กระบวนการโพลิเมอไรเซชันแบบควบแน่นหรือโพลิเมอไรเซชันแบบเปิดวงแหวน ทำให้ได้ "ความมหัศจรรย์" ของการเปลี่ยนพืชผลให้กลายเป็นพลาสติก
เนื่องจากโมโนเมอร์ LA มีทั้งกลุ่มไฮดรอกซิล (-OH) และกลุ่มคาร์บอกซิล จึงสามารถควบแน่นกับกลุ่มคาร์บอกซิลและกลุ่มไฮดรอกซิลของโมโนเมอร์ LA อื่นได้ตามลำดับ ด้วยวิธีนี้ โมโนเมอร์ LA จะทำปฏิกิริยาสลับกันเพื่อให้ได้วัสดุ PLA ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง
ปัจจุบันกรดโพลีแลกติกเชิงพาณิชย์หลักคือกรดโพลี-แอล-แลกติก (PLLA) กรดแลกติกเป็นโมเลกุลไครัลที่มีไอโซเมอร์สองชนิดคือกรดแอล-แลกติก (L-แลกเตต) และกรดดี-แลกติก (D-แลกเตต) ในกระบวนการผลิตกรดโพลีแลกติก หน่วยกรดแอล-แลกติกจะถูกแปลงเป็นหน่วยกรดแอล-แลกติกเนื่องจากอิทธิพลของอุณหภูมิสูง ตัวเร่งปฏิกิริยา และปัจจัยอื่นๆ ซึ่งในที่สุดนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของหน่วยกรดแอล-แลกติกและการลดลงของค่าการหมุนทางแสงตามทฤษฎีใน PLLA
