Зависимость молекулярной массы от используемого катализатора при синтезе полилактида при температуре 150°С

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И КАТАЛИЗАТОРОВ НА СИНТЕЗ ПОЛИЛАКТИДА

Шилова Анастасия Николаевна

Бакалавр, магистрант кафедры аналитической химии, г. Пермь

[email protected]

Синтетические полимеры заняли особое место среди современных материалов. Причиной этого являются их превосходные физические и химические свойства[2, с. 4]. Но они имеют один существенный недостаток – после их использования они превращаются в бытовые отходы, которые попадают в мусорные отвалы и накапливаются в огромных количествах, увеличивают антропогенную нагрузку на окружающую среду.

По мнению специалистов, радикальным решением проблемы «полимерного мусора» является создание и освоение широкой гаммы полимеров, способных при соответствующих условиях биодеградировать на безвредные компоненты[4, с. 13].

В отличие от большинства используемых синтетических пластических материалов биоразлагаемые полимеры обладают свойством расщепляться в условиях окружающей среды с помощью бактерий и грибков в течение нескольких месяцев [2, с. 5]. Большинство биоразлагаемых полимеров представляют собой полиэфиры. Наиболее широкоиспользуемым представителем является полигидроксипропионат (полилактид)[1, с. 18].

Полилактид – полиэфир на основе молочной кислоты обладает высокими потребительскими свойствами и способностью к биоразложению под воздействием влаги, света и соответствующих микроорганизмов. Полилактид - это прозрачный, бесцветный, термопластический полимер. С помощью полилактида можно производить одноразовую посуду, упаковочную пленку и другие материалы[4, с. 14]. Так же его используют в качестве имплантантов в медицине[1, с. 19]. Все эти широкие возможности применения возникают благодаря тому, что полилактид перерабатывается всеми способами, применяемыми к термопластам[3, с. 11].

Данная работа посвящена изучению вопроса синтеза полилактида от температуры и различных катализаторов.

Характеристикой, с помощью которой оценивалась результативность воздействия того или иного катализатора, и температуры, при которой протекала реакция, служила молекулярная масса полученных полимеров. Молекулярную массу полученного полилактида методом Раста [5, с. 184].

В качестве катализаторов были использованы соли щелочных металлов: калия, натрия и лития, а так же соли калия – сульфат, нитрат и хлорид. Навеска лактида с катализаторами запаивалась в ампулах. Реакция проводилась при температуре 150°С в среде кислорода в муфельной печи в течении 18 часов. Концентрация катализатора по массе – 2.86%.

В результате было показано, что при использовании в качестве катализаторов солей щелочных металлов, наибольшая молекулярная масса была получена при использовании карбоната лития, а при применении солей калия – с карбонатом калия (табл.1).

Таблица 1

Зависимость молекулярной массы от используемого катализатора при синтезе полилактида при температуре 150°С

Катализатор	K2CO3	K2SO4	KCl	KNO3	Na2CO3	Li2CO3
∆Т пл	173,5	138,5	165,5	173,5	177,5	178,5
∆Mr	884,61	115,66	392,24	857,14		3178,08

 

Для оценки влияния температуры на синтез полилактида реакцию проводили в присутствии карбоната калия в интервале температур от 100 до 150°С в среде аргона в муфельной печи в течение 18 часов. Концентрация катализатора по массе также составила 2.86%.

Рисунок 1.Зависимость молекулярной массы от используемого