用廚余垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸銨制備聚乳酸的研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)具有良好的生物降解性和相容性,對人體無毒無害,能夠在體內(nèi)及自然環(huán)境中逐漸降解,最終成為二氧化碳和水,同時它具有與聚苯乙烯、聚酯等通用塑料相似的物理機(jī)械性能,是一種理想的環(huán)境友好材料。本課題以廚余垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸銨為研究對象,利用酯化法將其從發(fā)酵液中以乳酸酯的形式分離出來,再將乳酸酯經(jīng)熔融聚合-固相縮聚直接合成聚乳酸。這不僅可為聚乳酸的生產(chǎn)提供廉價的原料來源,還可解決廚余垃圾的環(huán)境污染問題。通過改性樹脂催化劑的制備及其產(chǎn)

2、物的表征,確定了其催化劑制備最佳條件為：反應(yīng)溫度78℃,反應(yīng)時間6h,FeCl3·6H2O實(shí)際用量為理論用量的3倍。在此條件下得到的改性樹脂中Fe實(shí)際絡(luò)合率為11.8%,實(shí)際絡(luò)合量為理論絡(luò)合量的90.1%。將獲得的改性樹脂催化劑用于催化乳酸銨和醇的酯化反應(yīng)。醇/乳酸銨摩爾比3：1,改性離子催化劑用量為1.5%(w/w),酯化時間6h的條件下,酯化率最高,可達(dá)96.1%。對比不同催化劑催化乳酸銨酯化反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以看出改性樹脂催化乳酸

3、與醇的酯化反應(yīng)效果明顯優(yōu)于未改性樹脂和FeCl3·6H2O。實(shí)驗(yàn)表明：用FeCl3·6H2O改性大孔苯乙烯系強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂制備出的固體酸催化劑,可提高催化性能,這為替代傳統(tǒng)的硫酸催化劑并解決催化劑對設(shè)備的腐蝕提供了一種有效的方法。通過乳酸酯直接熔融聚合-固相縮聚制備聚乳酸的實(shí)驗(yàn)研究,得出熔融聚合反應(yīng)的最佳條件為：復(fù)配催化劑SnCl2和TSA的質(zhì)量比為1：1；催化劑用量為1.0%(w/w)；反應(yīng)前期預(yù)聚階段溫度為160℃,時間為6h