Poli (PLLA) (PLLA) endurecido de poli (Lactídeo L) usando poli (ester-alt-sether) -B-PLLA degradável e reciclável-B-BLA

Um futuro mais sustentável para os plásticos depende do desenvolvimento de materiais de alto desempenho que são renováveis, reciclados sem sofrer perdas de desempenho e que são, em última análise, degradáveis para pequenas moléculas. Poli(L-LActide) (PLLA) é o maior plástico biomivado comercial de escala e cumpre muitos dos critérios acima, mas é muito quebradiço. O combate a essa limitação pode permitir que ele se torne um substituto para alguns plásticos petroquímicos de engenharia, como poliestireno de alto impacto (quadris) ou poli (acrilonitrila-butadieno-estireno) (ABS) que não são recicláveis e não podem ser facilmente desfizados. Este estudo se concentra em uma série de novos polímeros de bloco, como endurecedores de borracha, permitindo essa ductilidade PLLA. Esses polímeros de bloco são sintetizados com eficiência usando polimerizações controladas. Eles também são totalmente quimicamente recicláveis e biodegradáveis. A série de novos poli (estáster-alt-ethers)-b-Plla mostram composições controláveis de monômero, proporções de bloco e massa molar. Eles são sintetizados usando uma catálise comutável de um pote de epóxidos, anidrides e L-lactide, usando um ZR bem controlado (4) Catalisador, que forma seletivamente o poli (ésteralt-éter)-b-Plla em alto rendimento. Os polímeros de bloco são misturados, usando porcentagens de peso controladas sistematicamente, com PLLA comercial semi-cristalino (M_n = 103 kg mol^-1Assim, Đ = 1,81). As misturas do PLLA são avaliadas de forma abrangente usando análises térmicas, reologia de fusão, análises mecânicas dinâmicas e por análises mecânicas de tração – todas as técnicas mostram a promessa dos novos endurecedores de borracha na melhoria das propriedades do PLLA. O materials de melhor desempenho, com 15% em peso de polímero de bloco (11% em peso de poli (estáster-alt-ether)), combina o módulo alto benéfico (E = 3,1 ± 0,1 GPa) e alta resistência à tração (σ = 48,7 ± 1,2 MPa) de PLLA com maior ductilidade (7 × maior que o PLLA, ε_B = 24,5 ± 4,6%) e maior resistência à tração (8 × PLLA, U_T = 10,8 ± 2,2 mj m^-3). Suas propriedades mecânicas são aprimoradas sem comprometer as propriedades térmicas do PLLA, como evidenciado por temperatura de transição vítrea muito semelhante, cristalinidade e temperatura de fusão. A mistura PLLA/Block Polymer (15percentem peso) mostra uma menor viscosidade de fusão (3789 pa s^-1 vs. 10 335 PA S^-1 para PLLA) e início anterior do afinamento de cisalhamento, facilitando seu processamento. As misturas PLLA são eficientemente recicladas quimicamente, usando um processo catalisado de estado sólido, para L-Lactide (87% de rendimento, 100% L-La seletividade) e o poli (ésteralt-ethers)-b-Plla, facilitando sua reutilização na mistura. Os componentes da mistura, incluindo o polímero de bloco, são degradados enzimaticamente, a 37 ° C, usando Humicola Insolens Cutinase ao longo de 25 dias (HIC, Nome da marca registrada Novozyme 51032). As propriedades dessas amostras de PLLA endurecidas são discutidas como substituições para poli (butadadieno de acrilonitrila) (ABS) e poliestireno de alto impacto (quadris). Em contraste com esses petroquímicos, as misturas PLLA são derivadas, totalmente recicláveis e degradáveis enzimaticamente após o uso.