ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И КАТАЛИЗАТОРОВ НА СИНТЕЗ ПОЛИЛАКТИДА
Шилова Анастасия Николаевна
Бакалавр, магистрант кафедры аналитической химии, г. Пермь
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
