Salut! En tant que fournisseur de PBAT et de PLA, on me pose souvent des questions sur les différences dans leurs processus de production. Donc, je pensais que je prendrais un moment pour le décomposer pour vous.
Commençons par PBAT, qui signifie Terephtalate adipate de polybutylène. PBAT est un copolyester biodégradable couramment utilisé dans les applications d'emballage. Le processus de production de PBAT implique quelques étapes clés.
Tout d'abord, les matières premières sont rassemblées. Les principaux ingrédients du PBAT sont l'acide adipique, le 1,4-butanediol et l'acide téréphtalique. Ces produits chimiques sont soigneusement mesurés et mélangés dans un réacteur. Le réacteur est réglé à une température et une pression spécifiques, généralement sous une atmosphère de gaz inerte comme l'azote, pour éviter toute réaction secondaire indésirable.
Une fois les matières premières dans le réacteur, elles subissent un processus appelé estérification. C'est là que les groupes d'acide carboxylique de l'acide adipique et de l'acide téréphtalique réagissent avec les groupes hydroxyle du 1,4-butanediol pour former des esters et de l'eau. L'eau est entièrement retirée du système pour faire avancer la réaction.
Après estérification, l'étape suivante est la polycondensation. À ce stade, les monomères estérifiés commencent à se relier pour former de longues chaînes de polymère. Cette réaction produit également un sous-produit, généralement de l'eau ou du méthanol, qui doit être retiré. Des températures élevées et des pressions réduites sont souvent utilisées pour accélérer le processus de polycondensation et atteindre le poids moléculaire souhaité du PBAT.
Une fois la polycondensation terminée, le PBAT fondu est extrudé à travers une matrice pour former des brins. Ces brins sont ensuite refroidis et coupés en petits granulés. Ces granulés sont le produit final qui peut être utilisé par les fabricants pour fabriquer divers produits biodégradables.
Maintenant, parlons de PLA ou d'acide polylactique. L'APL est un autre polymère biodégradable populaire, et il est fabriqué à partir de ressources renouvelables comme l'amidon de maïs ou la canne à sucre.
La production de PLA commence par la fermentation de ces matières premières renouvelables. L'amidon ou le sucre est décomposé en sucres simples, qui sont ensuite fermentés par des bactéries pour produire de l'acide lactique. Cet acide lactique est le bloc de construction de l'APL.
L'acide lactique produit à partir de la fermentation est généralement un mélange de deux énantiomères, de l'acide l-lactique et de l'acide d-lactique. Pour le PLA de haute qualité, l'acide lactique doit souvent être purifié pour augmenter la proportion de l'énantiomère souhaité, généralement l'acide L-lactique.
Après purification, l'acide lactique subit un processus appelé polycondensation, similaire à PBAT. Cependant, les conditions de polycondensation PLA sont un peu différentes. Au lieu de former directement un polymère de poids moléculaire élevé, l'acide lactique forme d'abord un prépolymère à faible poids moléculaire par polycondensation directe.
Ensuite, ce prépolymère est dépolymérisé pour former du lactide, un dimère cyclique de l'acide lactique. Le lactide est un intermédiaire clé dans la production d'un PLA de poids moléculaire élevé. Le lactide est purifié pour éliminer les impuretés puis polymérisée à l'aide d'un catalyseur. Cette polymérisation d'ouverture de l'anneau du lactide entraîne la formation d'un PLA de poids moléculaire élevé.
Tout comme PBAT, le PLA en fusion est extrudé et granulé. Ces pastilles PLA peuvent être utilisées dans un large éventail d'applications, des filaments d'impression 3D aux couverts jetables.
L'une des principales différences entre les processus de production de PBAT et PLA est les matières premières. PBAT utilise des matières premières dérivées de la pétrochimie, tandis que PLA utilise des ressources renouvelables. Cela donne à PLA un avantage en termes de durabilité, car il réduit notre dépendance à l'égard des combustibles fossiles.
Une autre différence est les voies de réaction. Le PBAT est produit par un processus de polycondensation direct à partir de ses monomères, tandis que PLA a une étape supplémentaire de formation de lactide avant la polymérisation finale. Cela rend le processus de production de PLA un peu plus complexe.
En termes de produits finaux, PBAT est connu pour son excellente flexibilité et sa ténacité, ce qui en fait un excellent choix pour des applications telles que les sacs à provisions et les films d'emballage alimentaire. D'un autre côté, PLA a une bonne rigidité et une bonne transparence, ce qui convient aux produits comme des conteneurs rigides et un emballage clair.
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Références:
- "Polymères biodégradables: principes et applications" par Andrew L. Andrady
- "Polymer Science: A Comprehensive Reference" édité par Krzysztof Matyjaszewski et Thomas P. Davis