Přeměna laktidu na polylaktid termickou a katalytickou polymerizací
Z historie
Syntetické PLA vlákno bylo objeveno v roce 1932. V 50. letech 20. století se začala PLA vlákna pokusně používat k výrobě chirurgických nití a implantátů. První komerčně vyrobené vlákno přišlo v roce 1997 z Francie s označením Deposa. V USA byla v roce 2001 instalována kapacita na ročních 140 000 tun polylaktidových polymerů,[2] v roce 2017 dosáhl výnos z prodeje polylaktidových polymerů 950 milionů USD,[3] v roce 2021 se odhadovala celosvětová výroba na 100 000 ročních tun (Ø cena 1,50–4,50 €/kg).[4] Náklady na výrobu kyseliny mléčné se kalkulovaly v USA: z pšenice = 1,50 USD/kg, z manioku = 2,62 USD/kg.[5]
Technologie výroby vláken
Surovina sestává nejméně z 85 % esterů kyseliny mléčné (z přírodních cukrů a škrobů). Kyselina mléčná vzniká tak, že se extrahuje škrob z rostlin (nejčastěji z obilí a z cukrové třtiny) a fermentuje enzymatickou hydrolýzou na glukózu. Z kyseliny mléčné se vyrábí polylaktid
dřívější konvenční metodou, tj. polykondenzací (při silném vakuu a při vysokých teplotách) nebo
polymerizací (otevřením kruhu cyklického dimeru kyseliny mléčné při mírnějších podmínkách) s výslednou vyšší molekulární váhou polymeru (>600 000 kg/mol).[6][7] (Na nákresu vpravo je vzorec chemické reakce přeměny laktidu na polylaktid).
Vlákno se dodává ve formě stříže a hladkých i tvarovanýchfilamentů, laboratorně byla v roce 2005 vyrobena také nanovlákna.[10] Např. japonská firma Toray vyrábí multifilament zvlákňováním z taveniny při rychlostech do 4000 m/min, filament se dlouží v poměru cca 1,6 a hotová příze se napařuje při 125 °C.[11] Tvarovaný PLA filament (76 a 167 dtex) vyrábí např. německá firma Trevira.[12]
Vlastnosti
Materiál má hustotu 1,27 g/cm³, bod tání 175–178 °C, tažnou pevnost 32–45 cN/dtex, tažnost až 40 % (!), LOI 26 a absorbuje 0,6 % vlhkosti.
Laktidové textilie mají lepší odolnost proti slunečnímu záření než běžné polyestery a jejich vynikající vlastností je, že látky, které obsahují, jsou biologicky odbouratelné.[11] Samotné PLA však v běžném prostředí plně biologicky odbouratelné nejsou (např. domácí kompost nebo zemina, případně vystavení slunci nestačí, anebo je velmi pomalé).[13] K degradaci materiálů na biologicky odbouratelné složky se musí užívat industriální komposty (teplota vyšší než 60 °C), hydrolýza pomocí enzymů a další způsoby.[14]
