L- 폴리락타이드, D-폴리락타이드의 합성과 입체복합체 폴리락타이드의 제조 및 특성 연구 Synthesis and characterization of poly(L-lactide)(L-PLA), poly(D-lactide)(D-PLA) and stereocomplex-poly(lactide)(PLA)원문보기
Poly(lactide)(PLA)는 재생 가능하고 분해가능한 지방족 polyester로서, 옥수수 전분을 발효시켜 생산되는 Lactic acid의 dehydration 반응으로 생성되는 lactide의 고리개환중합으로 얻을 수 있다. Lactide는 lactic acid 두 개의 단량체로 이루어진 링 구조로 L-lactide, D-lactide, DL-lactide의 3가지 ...
Poly(lactide)(PLA)는 재생 가능하고 분해가능한 지방족 polyester로서, 옥수수 전분을 발효시켜 생산되는 Lactic acid의 dehydration 반응으로 생성되는 lactide의 고리개환중합으로 얻을 수 있다. Lactide는 lactic acid 두 개의 단량체로 이루어진 링 구조로 L-lactide, D-lactide, DL-lactide의 3가지 이성질체가 있다. PLA는 상용고분자보다 낮은 내열성을 나타내는데 이성질체 poly(L-lactide)(L-PLA), poly(D-lactide)(D-PLA)를 blending하여 stereocomplex-PLA가 형성될 경우 단일 polymer보다 내열성 및 기계적 물성 등이 향상된다. 본 연구에서는, L-lactide, D-lactide를 단량체로 하여 tin 2-octoate, lauryl alcohol을 각각 촉매와 개시제로 사용하여 촉매량(0.5~1.0wt%)과 개시제의 양(0.5~0.1wt%)을 달리하여 lactide의 고리개환중합으로 고분자량의 L-PLA와 D-PLA를 합성하였다. 합성된 PLA는 Mn:30,000~90,000g/mol의 다양한 분자량이 나타났으며 촉매량 0.25wt%, 개시제량 0.1wt%, 140℃의 중합온도에서 가장 큰 분자량을 갖는 PLA를 제조하였다. 또한 합성된 L-PLA와 D-PLA를 이용해 조성비를 다르게 하여 stereocomplex-PLA를 제조하였다. 제조된 L-PLA, D-PLA와 stereocomplex-PLA의 열적특성, morphology, 기계적강도 등을 비교하였다. 열분해개시온도는 L-PLA, D-PLA는 약200∼220℃, stereocomplex-PLA는 230℃부근에서 나타나 단일고분자보다 분해개시온도와 열적 안정성이 높아졌음을 확인하였다. 용융점은 단일고분자 L-PLA, D-PLA는 약 177∼178℃부근에서 나타난 반면 stereocomplex-PLA는 약235℃ 부근으로 50℃이상 높아졌음을 확인하였다. 이러한 결과로 보아 이성질체 L-PLA, D-PLA 분자간 인력이 작용한다는 사실을 예상할 수 있었고 XRD를 통해 mophology의 변화를 살펴본 결과 단일고분자와 stereocomplex-PLA는 상이하게 변하는 사실을 확인하였다. 또한 기계적 강도를 측정하여 L-PLA, D-PLA보다 stereocomplex-PLA의 최대응력과 변형률이 증가함을 확인하였다.
Poly(lactide)(PLA)는 재생 가능하고 분해가능한 지방족 polyester로서, 옥수수 전분을 발효시켜 생산되는 Lactic acid의 dehydration 반응으로 생성되는 lactide의 고리개환중합으로 얻을 수 있다. Lactide는 lactic acid 두 개의 단량체로 이루어진 링 구조로 L-lactide, D-lactide, DL-lactide의 3가지 이성질체가 있다. PLA는 상용고분자보다 낮은 내열성을 나타내는데 이성질체 poly(L-lactide)(L-PLA), poly(D-lactide)(D-PLA)를 blending하여 stereocomplex-PLA가 형성될 경우 단일 polymer보다 내열성 및 기계적 물성 등이 향상된다. 본 연구에서는, L-lactide, D-lactide를 단량체로 하여 tin 2-octoate, lauryl alcohol을 각각 촉매와 개시제로 사용하여 촉매량(0.5~1.0wt%)과 개시제의 양(0.5~0.1wt%)을 달리하여 lactide의 고리개환중합으로 고분자량의 L-PLA와 D-PLA를 합성하였다. 합성된 PLA는 Mn:30,000~90,000g/mol의 다양한 분자량이 나타났으며 촉매량 0.25wt%, 개시제량 0.1wt%, 140℃의 중합온도에서 가장 큰 분자량을 갖는 PLA를 제조하였다. 또한 합성된 L-PLA와 D-PLA를 이용해 조성비를 다르게 하여 stereocomplex-PLA를 제조하였다. 제조된 L-PLA, D-PLA와 stereocomplex-PLA의 열적특성, morphology, 기계적강도 등을 비교하였다. 열분해개시온도는 L-PLA, D-PLA는 약200∼220℃, stereocomplex-PLA는 230℃부근에서 나타나 단일고분자보다 분해개시온도와 열적 안정성이 높아졌음을 확인하였다. 용융점은 단일고분자 L-PLA, D-PLA는 약 177∼178℃부근에서 나타난 반면 stereocomplex-PLA는 약235℃ 부근으로 50℃이상 높아졌음을 확인하였다. 이러한 결과로 보아 이성질체 L-PLA, D-PLA 분자간 인력이 작용한다는 사실을 예상할 수 있었고 XRD를 통해 mophology의 변화를 살펴본 결과 단일고분자와 stereocomplex-PLA는 상이하게 변하는 사실을 확인하였다. 또한 기계적 강도를 측정하여 L-PLA, D-PLA보다 stereocomplex-PLA의 최대응력과 변형률이 증가함을 확인하였다.
A poly(lactide)(PLA) is renewable, degradable aliphatic polyester prepared by ring opening polymerization of lactide that is cyclic dimer produced from the dehydration of lactic acid made from fermentation of corn starch. Lactide has three types of isomers such as L-lactide D-lactide, DL-lactide. Th...
A poly(lactide)(PLA) is renewable, degradable aliphatic polyester prepared by ring opening polymerization of lactide that is cyclic dimer produced from the dehydration of lactic acid made from fermentation of corn starch. Lactide has three types of isomers such as L-lactide D-lactide, DL-lactide. The PLA has relatively low heat-resistance compared to most industrial plastics. Poly(L-lactide)(L-PLA) and poly(D-lactide)(D-PLA) crystallize into a stereocomplex-PLA enhancing the thermal-resistance, the mechanical properties. In this work, L-PLA and D-PLA were synthesized in bulk at 140℃ by ring opening polymerization(ROP) of L-lactide and D-lactide as a monomer using Tin(Ⅱ) octoate and lauryl alcohol as a catalyst and initiator, changing amount of catalyst(0.25-1.0wt%) and initiator(0.1-0.5wt%). The optimum conditions of the ROP of PLA are follows : catalyst 0.25wt%, initiator 0.1wt% in bulk at 140℃. And stereocomplex-PLA was prepared by L-PLA/D-PLA blends having different mixing ratio(XD). We investigated a thermal property, morphology analysis and mechanical properties of homopolymer and stereocomplex-PLA prepared from L-PLA, D-PLA having a wide range of molecular weight(30,000∼90,000g/mol). The melting temperature peak at around 177℃ for L-PLA and D-PLA, while a new melting temperature peak at around 235℃ appeared in stereocomplex-PLA. And thermal degradation temperature and thermal stability of stereocomplex-PLA were higher than homopolymer(L-PLA, D-PLA). We supposed that these improvements arise from a strong interaction between L-PLA and D-PLA. Improved mechanical properties and changing of morphology of L-PLA/D-PLA blends compared to homopolymers(L-PLA, D-PLA) are reported in this article.
A poly(lactide)(PLA) is renewable, degradable aliphatic polyester prepared by ring opening polymerization of lactide that is cyclic dimer produced from the dehydration of lactic acid made from fermentation of corn starch. Lactide has three types of isomers such as L-lactide D-lactide, DL-lactide. The PLA has relatively low heat-resistance compared to most industrial plastics. Poly(L-lactide)(L-PLA) and poly(D-lactide)(D-PLA) crystallize into a stereocomplex-PLA enhancing the thermal-resistance, the mechanical properties. In this work, L-PLA and D-PLA were synthesized in bulk at 140℃ by ring opening polymerization(ROP) of L-lactide and D-lactide as a monomer using Tin(Ⅱ) octoate and lauryl alcohol as a catalyst and initiator, changing amount of catalyst(0.25-1.0wt%) and initiator(0.1-0.5wt%). The optimum conditions of the ROP of PLA are follows : catalyst 0.25wt%, initiator 0.1wt% in bulk at 140℃. And stereocomplex-PLA was prepared by L-PLA/D-PLA blends having different mixing ratio(XD). We investigated a thermal property, morphology analysis and mechanical properties of homopolymer and stereocomplex-PLA prepared from L-PLA, D-PLA having a wide range of molecular weight(30,000∼90,000g/mol). The melting temperature peak at around 177℃ for L-PLA and D-PLA, while a new melting temperature peak at around 235℃ appeared in stereocomplex-PLA. And thermal degradation temperature and thermal stability of stereocomplex-PLA were higher than homopolymer(L-PLA, D-PLA). We supposed that these improvements arise from a strong interaction between L-PLA and D-PLA. Improved mechanical properties and changing of morphology of L-PLA/D-PLA blends compared to homopolymers(L-PLA, D-PLA) are reported in this article.
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