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Poli(acido lattico)
Polylactides Formulae V.1.svg
Caratteristiche generali
Massa molecolare (u)circa 60.000 g/mol
Numero CAS26100-51-6
Indicazioni di sicurezza
Frasi H---
Consigli P---[1]

L'acido polilattico, o più correttamente il poli(acido lattico) o polilattato, è il polimero dell'acido lattico.

Esiste in due forme enantiomeriche (L-D), ma soltanto dall'isomero otticamente attivo (L) è possibile ottenere il polimero cristallino che fonde a 180 °C. L'unico modo per ottenere il polimero in forma cristallina è ricorrere alla fermentazione lattica, che produce soltanto l'isoforma L, poiché per via chimica si ottiene solo la forma racema che porta a un acido polilattico amorfo.[2] Il PLA è il materiale più usato nella realizzazione di prodotti mediante l'utilizzo di macchine di prototipazione rapida che utilizzano tecniche produttive quali la FDM (Fused Deposition Modeling), meglio note come stampanti 3D.

PreparazioneModifica

Le fasi di preparazione possono così riassumersi:

  1. Separazione dell'amido da fibre e glutine
  2. Liquefazione e saccarificazione dell'amido
  3. Fermentazione con riutilizzo nel brodo di coltura della parte proteica separata dall'amido
  4. Purificazione e concentrazione delle soluzioni di sale dell'acido lattico
  5. Polimerizzazione
  6. Preparazione del manufatto

Due stadi distinti: sintesi per via fermentativa e isolamento dell'acido L-lattico, polimerizzazione dell'acido ottenuto. La fermentazione industriale avviene grazie a un batterio del genere lactobacillus, che abbia una purezza elevata per non influenzare la purezza ottica dell'acido prodotto. Come materie prime si usano zucchero, melasse e siero di latte. In alternativa viene utilizzato Bacillus coagulans.

La polimerizzazione porta a un prodotto con peso molecolare molto basso (<10.000) poiché la polimerizzazione è bilanciata dalla depolimerizzazione; man mano che la catena si allunga, la velocità di polimerizzazione si riduce fino a eguagliare quella di depolimerizzazione. Bisogna operare con estensori di catena o con eliminazione azeotropica dell'acqua liberata nel processo di poliesterificazione (durante la purificazione). Il secondo più grande produttore al mondo ha una capacità annua di produzione di PLA e compounds di 50.000 t.

ProprietàModifica

 
Un sacchetto in acido polilattico..

Le principali proprietà sono reologiche, meccaniche e di biodegradabilità.

  • Reologiche: elasticità del fuso inferiore a quella delle olefine.
  • Meccaniche: variano da quelle di un polimero amorfo a quelle di un polimero semicristallino; proprietà intermedie a quelle del PET e del polistirene. La temperatura di transizione vetrosa è maggiore della temperatura ambiente; si ottengono materiali trasparenti.
  • Biodegradabilità: così come prodotto non risulta biodegradabile; lo diventa in seguito a idrolisi a temperatura maggiore di 60 °C e umidità maggiore del 20%. Le materie plastiche di utilizzo comune hanno una vita media che può variare dai 100 fino anche ai 1000 anni. Il PLA invece presenta tempi di biodegradazione molto più brevi: a seconda degli ambienti in cui viene abbandonato, ha una vita media variabile da 1 a 4 anni.

NoteModifica

  1. ^ Sigma Aldrich; rev. del 07.08.2012
  2. ^ Jamshidian, M., Tehrany, E. A., Imran, M., Jacquot, M. and Desobry, S. (2010), Poly-Lactic Acid: Production, Applications, Nanocomposites, and Release Studies. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 9: 552–571. doi:10.1111/j.1541-4337.2010.00126.x.

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