[发明专利]用于再加工聚乳酸的方法

说明书

本案是国际申请日为2007年11月13日的国家申请号： 200780042085.8的分案申请。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1前序部分的用于预处理、再加工或再循 环热塑性塑料材料的方法。

背景技术

塑料废物的再加工在当前已经成为日益重要的议题。无论如何， 有效的再循环涉及到许多必须注意的问题。因此，例如待处理的塑料通 常是形式、形状、厚度等等的种类极多的废料。此外，各个塑料具有彼 此不同的化学及物理特性。而且，用于再循环的大多数塑料被有毒物质 或其它污染物污染并需要清理以再一次成为可销售的。

存在许多用于回收并再循环塑料的不同方法。但是，这些方法总 是仅仅考虑单独的方面，使得现有技术中已知的方法适合于特定应用， 但是在其它领域中且对于其它要求和问题失败。

因此，例如，在塑料(尤其是吸湿性的塑料)的再循环中重要的是 再循环的物料尽可能干燥，以防止塑化期间或熔融期间分子链水解。这 是方法运行时必须考虑到的。

加工技术的问题，例如在高温下有些塑料的粘性，也必须考虑。

再循环塑料提高的再利用也已经导致再循环产品在食品包装领域 中的使用。但是当再循环塑料和食品之间存在直接接触时，必须保证没 有不期望的污染物从由再循环塑料制造的包装介质进入所述食品。为了 解决该问题，已经开发出多种方法以再循环使用过的且因此被污染的并 常常具有就食品而言的有毒杂质的塑料产品，以便所得再循环塑料产品 可以在食品包装领域再次使用而不会出现问题。

首先，各种化学方法是已知的。另一方面，物理方法在低得多的 温度实施，使得再循环塑料的结构且尤其是分子链长保持为基本上完 好。

一种日益重要的塑料是聚乳酸或聚丙交酯(Polylactid)，在下 文中称为PLA。聚乳酸或PLA是具有下式的热塑性塑料

PLA[26100-51-6]属于聚酯家族。光活性聚合物以D-或L-丙交酯的 形式出现。

PLA的最大应用范围是在包装工业中。该物质的一个有益特性是其 具有很好的生物降解性，是生物相容的并且对环境友好，因此可以容易 地由微生物降解。

PLA的医疗应用同样受到关注。因此，由PLA制成在人体内分解的 植入物或活性成分载体。随着例如骨折逐渐愈合，PLA制的骨板和/或螺 杆在身体内分解，因此其不再必须以二次手术移出。再吸收周期可以通 过L和D组分的混合比率，以及所用聚合物链长调节。带有嵌入其中的 活性成分的PLA海绵状物体可以在限定的时间内局部释放这些活性成 分。

PLA的性质主要取决于分子量、结晶程度、以及视需要 (gegebenenfalls)的共聚物的比例。较高的分子量提高玻璃化转变温度 以及熔融温度、抗拉强度和E模量，且降低断裂伸长率。由于甲基，所 述材料具有斥水性或疏水性。PLA可溶于多种有机溶剂，例如二氯甲烷 等等。PLA也可以纤维增强以用于加工。

PLA聚合物主要可通过丙交酯(两个乳酸分子的环状闭合物)的离 子型聚合获得。在140℃-180℃温度且在催化性锡化合物(例如氧化锡) 的作用下，发生开环聚合。由此，产生具有高分子量和强度的塑料。丙 交酯本身可通过糖蜜或葡萄糖依靠各种细菌的发酵产生。高分子和纯 PLA还可以直接从乳酸通过缩聚制造。但是，溶剂的处置在工业生产中 麻烦的。

PLA的玻璃化转变点或玻璃化转变范围为55℃-58℃，结晶温度为 100℃-120℃且熔融温度为165℃-183℃。

在PLA塑料的再循环中，重要的是待再循环的材料尽可能干燥，以 避免塑化或分解期间分子链的水解。但是，PLA是吸湿性的，其使有效 的干燥变得困难。

低的玻璃化转变点(PLA材料在该玻璃化转变点在更高的温度下变 成粘性)、和相对长的结晶时间使其难以借助常规的结晶体系和干燥系 统结晶和/或干燥非晶态的生产废料，尤其是深拉膜的残余物。

从现有技术已知的此类常规干燥系统是干燥空气干燥器，其在大 约1.85m³/h的空气流和千克的造粒下操作。例如，非结晶的PLA在-40 ℃的露点在45℃干燥大约4小时，而结晶的PLA在-40℃的露点在90℃ 干燥大约2小时。