丙交酯消旋化过程研究进展
2021-08-27孙启梅李澜鹏白富栋
石油化工 2021年8期
关键词:催化剂
孙启梅,李澜鹏,周 峰,白富栋
(中国石化 大连石油化工研究院,辽宁 大连 116045)
聚乳酸是一种理想的绿色高分子可降解材料,具有优良的生物相容性、优异的抗菌性、良好的透气性,性能可与石油基聚酯材料相媲美[1]。因此,聚乳酸被广泛用于食品包装、生物医学、农业及改性复合材料等领域。聚乳酸分子构象存在3种旋光异构体,分为左旋聚乳酸(PLLA)、右旋聚乳酸(PDLA)及内消旋聚乳酸(PDLLA)[2]。一般高品质的聚乳酸是一种热塑性晶体聚合物,机械性能好,光学纯度高[3]。目前,工业上聚乳酸合成方法是通过丙交酯开环聚合得到[4]:1)乳酸通过缩聚、解聚制备丙交酯;2)丙交酯开环聚合形成聚乳酸,该过程制得的聚乳酸分子量可达几十万至百万[5]。其中,丙交酯是整个合成过程的关键,工艺壁垒相对较高,通常需在催化剂、高温、高真空体系下操作[6],该过程极易造成丙交酯消旋化,这是影响丙交酯品质和收率的关键因素,也是当前丙交酯技术研究的重点和难点。
本文以丙交酯“背咬合”过程为基础,结合丙交酯消旋化机理,阐述了影响丙交酯消旋化的主要因素,并就如何实现消旋化丙交酯的高附加值利用进行了探讨,以降低丙交酯生产成本和工艺难度,加快聚乳酸大规模工业化生产,助推全球“禁塑令”的快速实施。
1 丙交酯合成
丙交酯合成主要是乳酸脱水生成乳酸低聚物,然后低聚物在催化剂作用下解聚生成丙交酯[7]。其中,乳酸低聚物解聚生成丙交酯的过程是通过“背咬合”酯基转移反应实现[8],如图1所示。……
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