PROCESO DE PRODUCCIÓN DE ÁCIDO POLILACTICO(APL) A PARTIR DE LA POLIMERIZACIÓN DEL ÁCIDO LÁCTICO http://www.textoscientificos.com/polimeros/acido-polilactico INTRODUCCION Bajo la denominación de bioplásticos se engloba a los tipos de plásticos derivados de productos vegetales, tales como el aceite de soja o el maíz, que a diferencia de los plásticos convencionales provienen del petróleo. El plástico tradicional está compuesto por el polímero denominado polietileno, sintetizado a partir del petróleo por la industria petroquímica. La limitaciones de las reservas existentes de ese combustible fósil, la contaminacion y el hecho de que acabará por agotarse, ha llevado a algunas partes de la industria a buscar alternativas. El ácido poliláctico, sintetizado a partir del maíz, es una de las alternativas más prometedoras. ÁCIDO POLILACTICO El poli (ácido láctico) o ácido poliláctico (PLA) es un poliéster alifático termoplástico derivado de recursos renovables.Es un biopolímero termoplástico cuya molécula precursora es el ácido láctico. Debido a su biodegradabilidad, propiedades de barrera y biocompatibilidad, éste biopolímero ha encontrado numerosas aplicaciones ya que presenta un amplio rango inusual de propiedades, desde el estado amorfo hasta el estado cristalino; propiedades que pueden lograrse manipulando las mezclas entre los isómeros D(-) y L(+), los pesos moleculares y la copolimerización. la alimentación animal. Sin embargo esta propiedad puede ser afinada durante la polimerización (por copolimerización) o por modificaciones post polimerización (por ejemplo plastificantes). La temperatura de procesamiento (Tg. la agricultura. a excepción de una baja elongación. El PLA tiene propiedades mecánicas en el mismo rango de los polímeros petroquímicos. la aplicación más interesante del ácido láctico radica en la posibilidad que ofrece de producir ácido poliláctico (PLA). entre otros. Ácido láctico con sus isómeros D y L PROPIEDADES Las propiedades físicas y mecánicas.) está entre 60 y 125°C y depende de la proporción de D o L ácido láctico en el polímero. Sin embargo el PLA puede ser plastificado con su monómero o alternativamente con ácido láctico oligomérico y esto permite disminuir Tg. y como copolimeros al azar o de bloque. química. La cristalinidad puede ajustarse desde un valor de 0% a 40% en forma de homopolímeros lineales o ramificados. de su peso molecular y de su cristalinidad. farmacéutica. . sin embargo.ÁCIDO POLILÁCTICO El ácido láctico es utilizado ampliamente en la industria alimenticia. del plástico. farmacéuticas y de reabsorción dependen de la composición del polímero. textil. creando NatureWorks LLC. rígido como el poliestireno o flexible como un elastómero. ArcherDaniels Midland (ADM) (EE.). Heplon Hycail Holanda Hycail HM. Puede además ser formulado para dar una variedad de resistencias. Otras empresas productoras de PLA son: Teofan (Alemania).) Empresas productoras a nivel global Empresa Ubicación Producto comercial Cargill LCC EE.UU. LM Toyota Japón Toyota Eco-Plastic PuracBiomaterials Holanda Purasorb* . NatureWorks Mitsubishi Japón Ecoloju Chronopol EE.UU.UU. En 1997 Cargill se asoció con la empresa Dow ChemicalCompany. Hycail (Holanda). CCA biochemical BV Netherlands con plantas en Europa.El PLA puede ser tan duro como el acrílico o tan blando como el polietileno.UU. MitsuiChemicalsInc (Japón) Pero no son las únicas también cabe destacar a SterlingChemicals (EE. Al PLA se le atribuyen también propiedades de interés como la suavidad. y su producción en planta data de 1992. Las resinas de PLA pueden ser sometidas a esterilización con rayos gama y es estable cuando se expone a los rayos ultravioleta. resistencia al rayado y al desgaste. Cargill comenzó a investigar la tecnología de producción de PLA en 1987. PRODUCCIÓN: Cargill fue una de las primeras compañías que desarrollo los polímeros de ácido poliláctico.UU. Brasil y EE.. MusashinoChemical (Japón). hasta el momento.UU.por condensacióndirecta del ácido láctico Ambos productos son agrupados bajo la denominación PLA. sólo el 30% del ácido láctico producido se utiliza para fabricar PLA. EEUU) con una capacidad de 140 mil ton/año OBTENCIÓN DE ÁCIDO POLILÁCTICO Se han desarrollado dos vías fundamentales para convertir el ácido láctico en polímeros de alto peso molecular: El proceso indirecto .por polimerización tras la apertura del anillo de L-lactida (ROP: ring openingpolymerization). El proceso directo de polimerización .Durect EE. . El productor más importante es sin dudas el de NatureWorks (Nebraska. Lactel* Shimadzu Japón Lacty* Total &Galactic Bélgica Futerro** Treofan Holanda Treofan MitsuiChem Japón Lacea * Especialidades medicinales ** En etapa de proyecto El consumo de PLA en 2007 fue de alrededor de 60 mil toneladas y. reduciendo la presión y utilizando un catalizador organometálico. variando así las características del polímero resultante de una manera más controlada. La ventaja de la polimerización por ROP es que la reacción se puede controlar más fácilmente. es un proceso continuo utilizando polimerización por apertura de anillo (ROP por sus siglas en inglés) del láctido. la lactida. empleado por Cargill. En el paso final.Vías para la polimerización del ácido poliláctico El primer camino. polímeros de alto peso molecular pueden ser obtenidos tras la apertura del anillo. puesto que su composición determina las propiedades del producto final. La despolimerización permite aumentar la temperatura de policondensación y disminuir la presión. . el polímero de alto peso molecular se produce por polimerización catalítica por apertura del anillo del diláctido . La mezcla de láctidos es purificada por destilación al vacío. El prepolímero se depolimeriza incrementando la temperatura de policondensación. resultando en una mezcla de estéreo isómeros de láctido.usando por lo general un octoato de estaño como catalizador. y destilación de la lactida producida. La condensación del ácido láctico acuoso produce un prepolímero (oligomero) de bajo peso molecular. Los monómeros remanentes se remueven por vacío y se reciclan. El método ROP incluye policondensación del ácido láctico seguido de una despolimerización afín de obtener el dímero cíclico deseado. En la segunda vía. utilizada por MitsuiChem. puesto que la condensación es una reacción de equilibrio. mientras que los pesos moleculares sintetizados según el ROP están comprendidos entre 2 x 10^4 a 6. Los pesos moleculares medios más bajos para la síntesis de PLA por policondensación es de 1.8 x 10^5.6 x 10^4. existen dificultades para eliminar cierta cantidad de agua durante las últimas etapas de la polimerización lo cual limita el peso molecular del polímero obtenido por este método. .También se ha conseguido obtener un polímero de elevado peso molecular mediante un único paso de policondensación gracias a un disolvente azeotrópico apropiado. donde cumplen una función de barrera contra la humedad. Han sido utilizados además como "ventanas" en empaques para productos secos como el pan. y para el empaque de algunos productos de panadería. La aplicación más prometedora del PLA es en envases y empaques para alimentos y producción de películas para la protección de cultivos en estadios primarios. mantequilla. La empresa británica BeluWater vende una botella de agua hecha con PLA desde julio 2005. Aplicaciones del PLA INDUSTRIA DEL EMPAQUETADO El PLA es una sustancia GRAS (reconocida como segura) y puede ser utilizada como material de empaque para alimentos . 10% de PLA más 90% de policaprolactona (PLC). aceite vegetal y zumos frescos. Sin embargo. Estos empaques. Dada esta reducción. y en la elaboración derecipientes de papel recubiertos de PLA para el envasado de bebidas. Las botellas son la aplicación más novedosa del PLA que ofrece sus mejores prestaciones en aguas. El empaquetado con PLA ahorra un 30 % con respecto al PET. a la luz. 32. margarina y quesos de untar. Por lo tanto los bioempaques son más convenientes para alimentos con alta respiración y de vida de almacenamiento corto como vegetales. leche y yogur. donde cumple también una función de barrera a la humedad. Embase tipo almeja Bolsitas de té . No así en bebidas carbónicas. El mismo en PLA. 10% de PLA más 90% de copoliamida. Materiales constituidos de 10% de PLA más 90% de copoliester. un envase de ensalada en PET puede pesar 45 gramos. 10% de PLA más 90% de almidón. a las grasas y a los gases. el alto crecimiento fúngico en los materiales obtenidos de bases biodegradables es un factor negativo para el uso en alimentos. barrera a la humedad. para las cuales su barrera a los gases no es suficiente. han cumplido funciones de protección mecánica. han sido utilizados como material de empaque de yogurt. grapas.Botella de agua Bolsas para ensalada INDUSTRIA MÉDICA Y FARMACEUTICA El ácido poliláctico se ha convertido en un material indispensable en la industria médica. intestino. bioabsorbible (que significa que puede ser asimilado por nuestro sistema biológico). oftalmología. los materiales disponibles en el mercado son: Material de sutura reabsorbible (cirugía oftalmológica. la cual es capaz de proteger el medicamento o el organism. El margen de tiempo para la bioabsorción del polímero puede ser de tan sólo unas semanas a algunos años y se puede regular por medio de diversas formulaciones y de la adición de radicales en sus cadenas. cirugía del pecho y abdomen). material de cirugía ortopédica (implantes reabsorbibles). . A medida que la matriz se hidroliza.Es utilizado para microencacapsular y nanoencapsular medicamentos de liberación lenta como insulina . el PLA se despolimeriza totalmente por hidrólisis química. donde es utilizado desde hace 25 años. inhibidores angiogénicos .A. Las características mecánicas. ortodoncia. conjuntival. También se utiliza en la aplicación de quimioterapia anticancerosa o en contracepción. cisplatin . taxol. tornillos. prótesis. cirugía reconstructiva craneofacil maxilofacial (tejidos óseos y tejidos blandos) El PLA es utilizado en la creación de matrices para regeneración guiada de tejidos como piel. placas. tejido urinario entre otros . etc. huesos. Esta característica hace que el PLA sea ampliamente utilizado para la producción de hilo para sutura. implantes. ganciclovir [38]. tiene grandes aplicaciones. el medicamento se va liberando. En el campo de la cirugía el L-P. El ácido poliláctico es un polímero biodegradable. estructuras cardiovasculares. somatostatina [36]. anastomosis neurológicas). etc. lanzamiento controlado de medicamentos contra el cáncer). cápsulas para la liberación lenta de fármacos. y para suturas (cirugía del ojo. El medicamento es absorbido en el centro de una matriz de microesferas de polímeros de PLA. toracoabdominal. Sus características y absorbibilidad hacen del PLA un candidato ideal para implantes en el hueso o en el tejido (cirugía ortopédica. En los tejidos vivos.L. broches. antiinflamatorios . farmacéuticas y de bioabsorción son dependientes de parámetros controlables tales como la composición química y el peso molecular del polímero. cartílagos. ). Los grupos hidrófilos de las enzimas (-COOH. -OH. los cuales . BIODEGRADABILIDAD La degradación del PLA es más lenta si la cristalinidad es elevada. la colonización de la superficie depende de factores tales como la tensión superficial. si el contenido de LP.A. los productos femeninos de la higiene. cubiertas… etc. los pañales. la tapicería de ciertos muebles.En presencia de PLA. La contracción de los materiales del PLA y sus temperaturas respectivas son fácilmente controlables. Presentan unas características muy atractivas para muchos usos tradicionales. alta resistencia al moldeado y doblado. es fuerte y si el peso molecular es elevado. Entre sus aplicaciones destacamos: las prendas de vestir. de esta forma reducen el polímero a fragmentos de peso molecular inferiores a 500g/mol. los microorganismos (hongos y bacterias) colonizan la superficie del polímero y son capaces de segregar enzimas que rompen en pequeños fragmentos el polímero.-NH ) atacan los grupos ester de las 2cadenas de polímeros mediante reacciones de hidrólisis seguida por reacciones de oxidación.L. Es un material ignifugo y de baja generación de humos. las telas resistentes a la radiación UV para el uso exterior (toldos. porosidad y textura superficial y accesibilidad a las cadenas de polímeros. Los polímeros de ácido poliláctico son más hidrofílicos que el PET. Estos polímeros tienden a ser estables a la luz ultravioleta dando como resultado telas con poca decoloración. tienen una densidad más baja.Ropa desechable para intervenciones quirúrgicasTornillos PLDLLA / TCP para andamiaje óseo INDUSTRIA TEXTIL El PLA también tiene muchas aplicaciones potenciales en su presentación como fibra. temperaturas entre 20 a 60°C dependiendo del microorganismo y pH entre 5-8 . oxigeno. Las reacciones enzimáticas ocurren generalmente en medio acuoso. nutrientes minerales. humedad.pueden ser digeridos por los microorganismos. Las condiciones necesarias para que se pueda producir el proceso de biodegradación son: Presencia de microorganismos.
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