Polylaktid

Den här artikeln behöver källhänvisningar för att kunna verifieras. (2021-10) Åtgärda genom att lägga till pålitliga källor (gärna som fotnoter). Uppgifter utan källhänvisning kan ifrågasättas och tas bort utan att det behöver diskuteras på diskussionssidan.

Polylaktid (PLA) eller polymjölksyra är en industriellt nedbrytningsbar, termoplastisk, alifatisk polyester som tillverkas från förnybara resurser. Majsstärkelse eller rörsocker är vanliga råvaror. Bakteriell fermentering används för att framställa mjölksyra, som oligomeriseras och dimeriseras katalytiskt för att få fram monomerer för ring-öppnande polymerisering. I industriella sammanhang används en tennoktoat-katalysator, men i laboratoriet används vanligtvis tenn(II)klorid. Med sin tillverkning från förnybara resurser och förmåga att producera detaljerade och hållbara utskrifter, har PLA sin plats som det föredragna materialet för 3D-utskrifter i både hobby- och industriella sammanhang.

Tack vare mjölksyrans kirala natur finns det flera distinkta enantiomerer av polylaktid: poly-L-laktid (PLLA) uppstår vid polymerisering av L,L-laktid (också kallad L-laktid). PLLA har en kristallinitet runt 37 %, en glasomvandlingstemperatur mellan 50 och 80 °C och en smältpunkt mellan 173 och 178 °C. Polymerisering av en racemisk blandning av L- och D-laktider ger poly-DL-laktid (PDLLA) som inte är kristallint utan amorft.

Polylaktid kan bearbetas som de flesta termoplaster till fibrer och film. Smälttemperaturen hos PLLA kan ökas med 40-50° C genom att blanda polymeren med poly-D-laktid (PDLA). PDLA och PLLA bildar ett regelbundet stereokomplex med ökad kristallinitet. Den maximala temperaturstabiliteten uppnås när 50 % av varje polymer används, men även vid lägre koncentrationer av PDLA (3-10 %) uppnås en märkbar effekt. I det senare fallet används PDLA som en nukleationsagent som ökar kristalliseringshastigheten. På grund av den högre kristalliniteten hos stereokomplexet nedbryts det långsammare i naturen. Intressant nog förblir polymerblandningen genomskinlig.

Blandningen av PDLA och PLLA gör det möjligt att använda polylaktid för skjortor (strykbarhet), mikrovågsugnssäkra brickor och till och med konstruktionsplaster; i det senare fallet blandas stereokomplexet med gummiliknande polymerer som ABS). Bioteknologiska framsteg har tillåtit utvecklingen av kommersiella processer för D(–)-mjölksyra, något som inte var möjligt förrän nyligen.

Miljöegenskaper och nedbrytbarhet

Även om polymjölksyra (PLA) ofta marknadsförs som en biologiskt nedbrytbar eller komposterbar plast, uppfyller materialet i regel endast kraven för industriell kompostering enligt den europeiska standarden EN 13432 (som bygger på testmetoden ISO 14855). Denna process kräver en kontrollerad miljö med hög luftfuktighet och en konstant temperatur på 55–60 °C, där de officiella laboratorietesterna enligt ISO 14855 utförs vid exakt 58 °C [EN 13432].

Under normala miljöförhållanden i naturen – på land, i sjöar och hav samt i vanliga hemkomposter (<30 °C) – sker i princip ingen biologisk nedbrytning (mineralisering) alls. Istället blir plasten med tiden endast spröd och fragmenteras till mikroplaster på grund av abiotisk hydrolys, medan den faktiska plastmängden förblir intakt i miljön. Under fragmenteringsprocessen kan materialet avge skadliga ämnen då kemiska tillsatser och rester av metallkatalysatorer läcker ut i ekosystemet. Dessutom kan de resulterande mikropartiklarna absorbera och koncentrera persistenta miljögifter från det omgivande vattnet. Enligt riktlinjer från Naturvårdsverket och Avfall Sverige kan bionedbrytbara plaster som PLA inte tas om hand i svenska återvinningssystem för matavfall eller vanlig plast, utan ska sorteras som restavfall för energiåtervinning.

Användningsområden

• Friformsframställning

Källor

Externa länkar

• Majs blir till plast i miljöfabrik