TR2021011278A2 - Nanopartikül Metal Katalizli Poli (Laktik Asit) Sentezi - Google Patents

Abstract

Buluş, depolimerizasyon işlemine gerek duyulmadan, nanopartikül boyutta metal tozu kullanılarak reaksiyon veriminin arttırıldığı hem de reaksiyonun tamamlanmasından sonra metal tozunun reaksiyon ortamından kolay bir şekilde uzaklaştırılmasını sağlayan, ana reaksiyon ürününün harici işlemler geçirmesinin önüne geçen, toplam reaksiyon işlem süresini ve reaksiyondaki reaktör, ünite sayısını azaltan, yüksek molekül ağırlıklı ürünün elde edilmesini sağlayan nanopartükül metal katalizli poli lakstik asit sentezi ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME Nanopartikül Metal Katalizli Poli (Laktik Asit) Sentezi TEKNIK ALAN Bulus, depolimerizasyon islemine gerek duyulmadan, nanopartikül boyutta metal tozu kullantlarak reaksiyon veriminin arttEttdEgE hem de reaksiyonun tamamlanmashdan sonra metal tozunun reaksiyon ortammdan kolay bir sekilde uzaklasthhasnLlsaglayan, ana reaksiyon ürününün harici islemler geçirmesinin önüne geçen, toplam reaksiyon islem süresini ve reaksiyondaki reaktör, ünite sayis n l azaltan, yüksek molekül aginlikli l ürünün elde edilmesini saglayan nanopartükül metal katalizli poIi Iakstik asit sentezi ile ilgilidir.

TEKNIGIN BILINEN DURUMU Polimerler dogal hayatta ve modern endüstriyel ekonomilerde merkezi bir rol üstlenmistir. Kimya ve malzeme bilimlerindeki gelismeler, geçen yüzytl] boyunca, çok sayIlla yeni sentetik polimerin kesfedilmesini saglam StI. Naylon, polietilen ve poliüretan gibi sentetik polimerler günlük yasammntzn içine girdi. Fakat, sentetik polimerlerin yaygni kullanimi insan sagligini ive çevreyi ilgilendiren belli baslii sorunlari dogurdu. Örnegin çogu plastik malzeme, biyolojik olarak parçalanamaz ve yenilenebilme özelligi olmayan kaynaklardan üretilmektedir. Bu malzemeleri çok kullanßlüyapan saglamltk ve dayantkltlm özellikleri aynüzamanda dogada kalma sürelerini uzatmakta ve yok edilebilmelerini zorlastimaktadîl Ayrßa bazîpolimerik malzemelerin sentezi zehirli bilesenlerin kullanÜiIiDya da zehirli son ürünlerin olusumunu zorunlu k]rnaktadIL Bu sorunlar, artan bir ilginin biyolojik ham maddelerden veya modern biyoteknolojinin yöntemleriyle üretilen polimerlere odaklanmaslia neden oldu. Bu biyopolimerler çesitli çevresel sorunlarIli astlrnaslia katkusaglamaktadn Biyopolimer terimi çok çesitli malzemeleri tanmlamak için kullanilmaktadlrt Genelde biyopolimerler iki temel kategori de tanimlanabilir; - mikroorganizmalar, bitkiler ve hayvanlar gibi biyolojik sistemlertarafmidan üretilen polimerler, - aminoasitler, sekerler ve dogal yaglar gibi biyolojik baslangç malzemelerinden kimyasal olarak sentezlenen polimerlerdir.

Biyopolimerler, çesitli uygulamalarda metal, seramik ve biyobozunur olmayan geleneksel polimerlere alternatif olarak kullanilan üstün özellikli malzemelerdir.

Biyopolimerlerin yaygîrii sekilde kullanüdgîalanlar; gma sektöründe katkTnaddesi olarak, tm› ve ilaç sektöründe yapay organ uygulamalarmda ve ilaç iletim sistemlerinde, tekstil sanayinde boyama ve giyim esyalarnda dayanEIJJR arti:: olarak, kagtt sanayinde kalite arttEEj olarak ve kozmetik sanayinde yapü düzenleyicisi olarak, sayIabilir. AyrEta atk haline geldiklerinde biyolojik olarak parçalanabildikleri için dogaya plastikler kadar zarar vermemektedirler ve geri dönüsümlerinin de kolay olmasmdan dolayj son zamanlarda birçok sektörde hidrokarbonlar yerine karbonhidratlar kullanKnL konusunda çalLsmalar yapilmaktadlrt Bu aç dan ele al nidignda, en önemli ve kullan m alani gün geçtikçe artan biyopolimer, polilaktik asit (PLA),tir (Sekil 1).

Sekil 1. poll(laktlk asil) 'in molekül yapi: Petrol türevi polimerlere alternatif olarak kullanman; mekanik, biyouyum ve biyobozunma özellikleri açBIidan olaganüstü avantajlariblan alifatik yapßla sahip termoplastik polimer olan PLA, petrole göre çok daha ucuz ve yenilenebilir biyokütleden (bitkisel kaynaklardan) elde edilen ve monomer olarak kullan [lan laktik asidin polimerizasyonu ile üretilmektedir.

PLA, dogal olarak olusan zein ve poli-S-hidroksibutirat gibi bazi biyopolimerler, polistiren veya polietilen bazi plastiklere olan ihtiyacin yerini alacak sekilde plastik olarak kullanilabilir.

Laktik asit (LA), süt asidi olarak bilinmekle birlikte, insan ve hayvan metabolizmalarmida olusan dogal bir üründür ve genellikle kas dokularmida, karacigerde, kanda ve vücudun degisik organlarLrlda bulunmaktadict Vücuttaki LA, prüvat formunda karbondioksit ve su olusumu için trikarboksilik asit döngüsüne kat Imakta ve döngü içerisinde dönüsüme ugrayarak biyouyumluluk özelligi kazanmaktadm Böylece, doku ve organlarda herhangi bir LA kalthsFna rastlanmamaktadIL Endüstriyel açIJlan büyük öneme sahip olan LA üretimi kimyasal sentez ya da bakteriyel fermantasyon ile gerçeklestirilmektedir. MGE, seker kamßü patates gibi seker kaynaklarîidan elde edilen glikoz, “Iactobacillus” bakterileri ile fermante edilerek Iaktik asit üretilmektedir (Sekil 2).

HOIIH lactobacillus % bitkisel kaynaklar _1-_ HIIOH OH glikoz Iaktik asit Sekil 2. Giikazdanfermanmsyon ile taktik asit üretim semasü PLA güçlü mekanik özellikler göstermesi, geçirgenlik, termal kararlüüg, islenebilirlik, çevre dostu ürün olma gibi avantaj olusturan birçok özelligi nedeniyle tercih edilen bir polimerik malzemedir ve çesitli ticari uygulamalarda siklikla tüketicilerin karssîia çkmaktad m.

Teknigin bilinen durumunda PLA, mevcut kosullarda Dünyada birçok ülkede üretimi yapilan bir biyopolimerdir. Endüstriyel ölçekli PLA sentezi, laktik asitin dimerizasyonundan elde edilen laktit monomerlerinin halka açtüna polimerizasyonu (ROP) ya da laktik asitin polikondenzasyonu ile gerçeklestirilmektedir (Sekil 3). olikondenzas on C HO`CH/C`OH p y H`|EO\CH/ %OH (EHS - HZO CH3 halka açllma polimerizasyonu OIOICHS - H20 H3C o o laktit monomeri Sekil 3. PLA Sentezinde Tercih Edilen Polimerizasyon Yöntemleri. Ülkemizde ve yakm komsu ülkelerde ise endüstriyel ölçekte herhangi bir üretim söz konusu degildir. Polimerizasyon reaksiyonlarmimi proses aks semalarü kompleks islemler içeren bir sistemden olusmaktad m. Literatür verileri ve mevcut uygulamalar incelendiginde genel olarak halka açttma polimerizasyonu üzerinden sentezlerin gerçeklestirildigi ve karmasik bir proses aks semasma sahip oldugu görülmektedir two-&tea VAC prepohnx-nzalian CW" :ing Lactii: ama . oepotjmeruatpn Lactiae ”39415“ punhcat on v › 9 D R nq opening Mmsrization L-lacliûe DepoMnerizabon Bir Sirkete Ait T ekm'kte Yer Alan PLA Üretim Proses Ak s Semasl l Mevcut teknikte; Laktik asitten Iaktit elde edilmesi ve saflastmilarak enantiyomerlerine ayrStEEtmasÇ depolimerizasyon islemine gerek duyulmasj katalizörlerin uzaklastîmnastmarici ekipman, kimyasal ürün vb. gerektirmesi ile prosesin kompleks hale gelmesi), islem süresi (minimum 15 saat), proses dizaynü (kullan Ian reaktör ve ünite saysmili fazla olmasi, düsük moleküler agllEKlEürün ürün dönüsüm veriminin düsük olmasE(ana ürün solvent içerisinde çöktürülerek katalizörden arnid nlmakta ve çökelme göstermeyen bir kLsmn ana ürün verim kaybina yol açmaktadm) mevcut uygulamalardaki temel problemler olarak özetlenmesi mümkündür.

Sonuç olarak, mevcut teknikte var olan ve günümüzde kullanüîmakta olan yapilanmalara ve uygulamalara ait eksikliklerin ve dezavantajlaan ortadan kald n Imas ma olan gereksinim, ilgili teknik alanda bir gelistirme yapmay izorunlu kiimaktadn BULUSUN TANIMI Mevcut bulus yukarKla bahsedilen dezavantajlarEortadan kaldimak ve ilgili teknik alana yeni avantajlar getirmek üzere gelistirilmis nanopartikül metal katalizli poli (Laktik Asit) sentezi ile ilgilidir.

Bulusun amacu güçlü mekanik özellikler göstermesi, geçirgenlik, termal kararlüüg, islenebilirlik, çevre dostu ürün olma gibi birçok avantaja sahip polimerik bir malzeme olan PLA'n rii özgün bir metot ile sentezlenerek ambalajlama, 3D yazici filamentleri, otomotiv endüstrisi plastik aksamlariî medikal ürün imalat“ive tekstil ürünleri vb. alanlarlida kullanmna sunulmasmim saglanmasßlî.

Bulusun bir diger amac: polimerizasyon reaksiyonunda nanopartikül boyutta metal tozu kullanttmasü sayesinde hem reaksiyon veriminin arttmmnasü hem de reaksiyonun tamamlanmasîldan sonra reaksiyon ortamEidan kolay bir sekilde uzaklastmrnasjve ana reaksiyon ürününün harici islemler gerektirmeksizin elde edilmesinin saglanmastdm Bulusun bir diger amaci, reaksiyon baslangctnida çözelti içerisinde dagilim gösteren metal tozunun, reaksiyon süresi tamamlandgmda çözelti içerisinde ygmi hale gelerek topaklanmasEve basit vakumlu filtrasyon yöntemiyle ana ürününden kolay bir sekilde uzaklastiîabilir olmaSIlIL Tercih edilen katalizör ve sentez yöntemleri mevcut yöntemlere kßlasla prosesin olabildigince basit hale indirgenmesini saglamaktadm Bulusun bir diger amacü üretimde kullanman reaktör sayßmiE azaltmak, islem süresini kLsaltmak ve üretim maliyetini düsürmek için halka açüma polimerizasyonu (ROP) yerine azeotropik polikondenzasyon yönteminin kullantlmasLnLn saglanmasö m.

Bulusun bir diger amac ,i Katalizörün reaksiyon ortam ndan kolay uzaklastinliabilir olmas ,i %97-99 oran nda yüksek verimli PLA'n ni sentezlenmesi, Sentez reaksiyonun 10 saat gibi muadil sentez yöntemlerine göre çok ksa bir süre içerisinde tamamlanmasü sentezlenen PLA'nIi molekül agIlEgmm (Mw) 110.000 g/mol ve üzerinde olmasmendüstriyel ölçekte üretimde kullan Bacak reaktör ve ünite sayßiiii az olmas] Proses akS semasiimi sade ve kolay uygulanabilir olmasmî Ayrßa PLA sentezinin endüstriyel ölçekteki uygulamalarlida kolaylk saglama ktad I. Çizimler Yukarida kisaca özetlenen ve asagida daha detayli lele aliriian mevcut bulusun uygulamalarm bulusun ekteki çizimlerde betimlenen örnek uygulamalarina basvurarak anlastiabilir. Ancak ekteki çizimlerin yalnîca bu bulusun tipik uygulamalarlijbetimledigini ve bulus, bu nedenle, diger esit derecece etkili uygulamalara izin verebilecegi için, kapsammEsDEIadEgDD varsayImayacagDD belirtmek gerekir.

AnlasJlnay_kolaylastL[mak adLnla, sekillerde ortak olan özdes elemanlarLbelirtmek için, mümkün hallerde özdes referans numaralari kullaniimlstlr. Sekiller ölçekli çizilmemistir ve açiklik için basitlestirilebilir. Bir uygulamanini elemanlari ve özelliklerinin daha fazla açüitlama lüzum olmaksüm diger uygulamalara faydalHbir biçimde dâhil edilebilecegi düsünülmektedir.

Sekil 1: Bulus ile elde edilen PLA'nmi Diferansiyel TaramalEKalorimetre DSC Analizidir.

Sekil 2: Bulus ile elde edilen PLA'nIi Termogravimetrik Analizidir. (TGA) Sekil 3: Bulus ile elde edilen PLA'nm Ag Eltk-Molar Kütle Degisim Grafigidir.

Sekil 4: Bulus ile elde edilen PLA'nlrt FTlR Analizidir. (TGA) Sekil 5: Bulus ile elde edilen PLA'nm Mikroskop Altmdaki Görünümüdür.

Sekil 6: Bulusun Sentez Asamasmimi Sematik Görünümüdür.

BULUSUN DETAYLI AÇIKLANMASI Bu detaylüaçtklamada bulus konusu yapüanmasmîi tercih edilen alternatifleri, sadece konunun daha iyi anlasümasma yönelik olarak ve hiçbir sminlaycietki olusturmayacak sekilde açtklanmaktadm.

Bulustaki PLA sentez yönteminde hem reaksiyon verimini arttirmak hem de reaksiyonun tamamlanmasiidan sonra reaksiyon ortamiidan kolay bir sekilde uzaklastmlnasjve ana reaksiyon ürününün harici islemler gerektirmeksizin elde edilmesini saglamak ve karSJESJBn teknik problemleri ortadan kaldImak adIia polimerizasyon reaksiyonunda nanopartikül boyutta metal tozu kullan Bnßtît Ayrîza üretimde kullanüan reaktör sayßmiEazaltmak, islem süresini kBaltmak ve üretim maliyetini düsürmek için halka aç]]11a pollimerizasyonu (ROP) yerine azeotropik polikondenzasyon yöntemi tercih edilmistir. Reaksiyon baslanchLnda çözelti içerisinde dagillm gösteren bu metal tozu, reaksiyon süresi tamamlandtgtnda çözelti içerisinde ygini hale gelerek topaklanmakta ve basit vakumlu filtrasyon yöntemiyle ana ürününden uzaklastmümaktadm Tercih edilen katalizör ve sentez yöntemleri mevcut yöntemlere kßrasla prosesin olabildigince basit hale indirgenmesini saglamaktadm KullanBan katalizörün nanopartikül boyutta olmas: temas eden yüzey alanmü arttImak suretiyle reaksiyon ortamiidaki baslangßt maddelerinin etkilesimini kolaylastmarak reaksiyonun daha kßa sürede (10 saat) tamamlanmasmü saglamaktadm. Reaksiyon sartlaran optimizasyonu açtsnidan gerçeklestirilen ardtsk denemelerde reaksiyon veriminin (ürün dönüsüm oranti %97-99 aralLgmda oldugu gözlenmistir. Mevcut yöntemlere nazaran ürün dönüsüm veriminin en yüksek oldugu metot gelistirilmistir. Sentezlenen ürünlere FTlR, GPC, DSC, TGA spektroskopik ve termal karakterizasyon islemleri uygulanmistiri Kloroform solvent sisteminde jel geçirgenlik kromatografisi (GPC) ile gerçeklestirilen analiz isleminden elde edilen veriler incelendiginde, gelistirilen yöntem uygulanarak edilmistir.

Mevcut basvuruda kullan [tan ürünlerin kimyasal tepkimeye olan etkileri asagßladl; Laktik Asit: Gelistirilen PLA sentez yönteminde baslangßt maddesi olarak kullanilmaktadiii Nanopartikül Sn Tozu: Gelistirilen PLA sentez yönteminde laktik asitin polimerizasyon reaksiyonunda katalizör olarak kullanilmaktadir.

P-ksilen: Gelistirilen PLA sentez yönteminde laktik asitin polimerizasyon reaksiyonunda ortam seyreltici ve azeotrop Olusturucu ajan olarak kullan [lTnaktadm Reaktör: Gelistirilen PLA sentez yönteminde polimerizasyon reaksiyonun gerçeklestirilecegi ortam olarak kullan [ltnaktadî Destilasyon Köprüsü: Gelistirilen PLA sentez yönteminde baslangßt maddesi olarak kullan [ilan Iaktik asitin ihtiva ettigi suyun uzaklastîtlrnasüçin kullan [linaktadm Geri Sirkülasyon Sistemi (Özel TasarInljDean-Stark Aparatl): Gelistirilen PLA sentez yönteminde polimerizasyon reaksiyonu esnasmida olusan suyun uzaklast'i1 Imas için kullanilmaktadir.

Vakum Pompas :i Gelistirilen PLA sentez yönteminde polimerizasyon reaksiyonunun yüksek verimle gerçeklesmesini saglamak amacWla kullantlrnaktadm Vakumlu Süzme Seti: Gelistirilen PLA sentez yönteminde polimerizasyon reaksiyonunun gerçeklesmesini saglayan katalizörün reaksiyonda sentezlenen PLA'dan uzaklastmmnasmiEBaglamak amacgila kullan Eltnaktadß ilave edilen kimyasal ürünlerin polimerizasyon esnasinda karßmasliüve ihtiyaç duyulan reaksiyon sLoaklLgJdegerinin saglanmasLiamacwla kullan ümaktad m Manyetik BalLk: IsLtLoüL manyetik karstnomimi karstnma fonksiyonunu yerine getirebilmesi amaoglla yardmhchparat olarak kullan Ürnaktad E. Ölçülü Toplama KabuGelistirilen PLA sentez yönteminde hem baslangç maddesi uzaklastnlan suyun destilasyon köprüsü ve geri sirkülasyon sistemi yard m yla toplanmasmie hesaplanmasramacwla kullanilmßtm Hekzan: Gelistirilen PLA sentez yönteminde elde edilen ürünün son asamada ytkanmasjve kurutulmasüamacßlla kullan mnaktadm Bullu Geri Sogutucu: Gelistirilen PLA sentez yönteminde SEI] islem altmda solventin yogunlastmÜInasEamacßila kullanüîmßtm Vakumlu Etüv: Gelistirilen PLA sentez yönteminde elde edilen polimerin son asamada kurutulmasEiçin kullan chaktm Bulusun üretim asamalarm 1- Laktik asitin dehidrasyonu 2- Katalizörün ilavesi 3- Solvent ilavesi 4- Polimerizasyon 6- Ürünün yERanmasEislem ad mnlarmidan meydana gelmektedir.

Sentezlenecek olan PLA'nLn yüksek saflkta olmasListendiginden monomer olarak ettigi su, reaksiyon dengesini ürün aleyhine çevirdiginden ve dolayiSiyla sentezlenecek PLA'nmi düsük molekül agmlgmda olusmasmia neden oldugundan, çözücü ortama ilave edilmeden önce, belirlenen sEcaklER degerlerinde vakum uygulanarak destilasyon köprüsü aparatgila LA içerisinden uzaklastittacakti. Bu islemin süresi, uygulanan vakum degeri, reaktör ve kullanman baslangß: maddesi miktarýla dogru orantJJjolup ortalama 2 saat sürmektedir.

Içerisinden su uzaklastmtlan LA içerisine, nanopartikül metalik katalizör ilavesi (Sn tozu, 45 nm %99,9 saflkta) yaptlarak, katalizörün LA'nmt molekül yaijizerindeki fonksiyonel gruplar ile kompleks olusturmasLsaglanacaktm LA ile katalizör aras Jida meydana gelen kompleks olusumu Reaksiyon esnasîtda reaktörde olusacak PLA, ortamii vizkozitesini arttmacaktE.

Bu nedenle, lsltlclll döner kar st no yardimlyla gerçeklestirilen kar stinma isleminin engellenmemesi ve baslanglç maddesinin tamamlnim reaksiyona girebilmesini saglamak için, çözücü (solvent) ilavesi yapilacaktirl. Solvent olarak, yüksek kaynama noktasmia sahip, düsük üretim maliyeti olusturacak ve reaksiyon sonras mida PLA'dan kolayltkla uzaklastîttabilen; fakat su ile karSmayan (heterojen kari-;En olusturan) aromatik yaptlD solvent olan p-ksilen tercih edilmistir.

Reaksiyonun gerçeklesecegi sßakltlî degeri ise 140 - 18000 aralEgmdadE.

Reaksiyon süresi ise 9 - 12 saat aralEgmidad E.

Gelistirilen yöntemin uygulanmasßila PLA sentez metodu su sekilde gerçeklestirilmektedir. 1 litre hacminde cam reaktör içerisine %90'I k L-Laktik asitten 500 mL ilave edilerek, sîömmanyetik karßtmmfve manyetik balk yardWthla 140 - 150°C aralgmda Bihrak 2 saat süre ile karstik!] Bu asamada reaktöre, içerisinden soguk su dolasinjsaglanan destilasyon köprüsü ve suyun uzaklasmasma yardînchlmak için vakum pompasj baglanarak entegre edildi. Destilasyon köprüsünün diger ucuna ise çtlitan su miktarmEtakip edebilmek için ölçülü toplama kabEtakEtdDZ saat süre sonunda toplama kablida 125 mL su toplandEgEgörüldü ve sistemden su çüisni'n sona erdigi gözlendi. Vakum pompasLkapatLtdLJ reaktördeki susuz laktik asit içerisine nanopartikül Sn tozu (45 nm, %999 saflkta) ilave edildi ve tekrar vakum saglandL 30 dakika boyunca, reaksiyon düzeneginde herhangi bir degisim yapilmaks ztlni islem devam ettirildi. Toplama kab na 10 mL daha su toplandigi gözlendi.

Vakum kapatÜIdEt/e destilasyon köprüsü reaktörden çkarJIl] Bu asamada sEtaklElg ve karßtlma islemleriyle ilgili bir degisim yapJInadjReaktör içerisindeki kari-;mm viskozitesinin arttgj gözlendi. Polimerizasyon ortamm saglanmasE için reaktör içerisine p-ksilen çözücüsünden 200 mL ilave edildi. Reaktör üzerine, azeotropik karsmn uzaklastlemasLJbu karksmndan suyun uzaklastniarak solventin ise tekrar reaktöre kazandmilacag. özel tasar mli geri sirkülasyon sistemi- Dean Stark aparati i ve bu aparat ni üzerine de azeotropik karis'imi yogunlast nmak amaciyla bullu geri sogutucu takrrdm Kurulan düzenekte vakum saglandm Reaksiyon belirtilen sartlarda meydana gelen su, solvent ile birlikte reaktör içerisinden buharlasm uzaklasmakta; uzaklasan bu azeotropik karsm'i bullu geri sogutucu içerisinde yogunlastlmnakta; geri sirkülasyonlu sistem içerisindeki toplama haznesinde heterojen bir karSEn olarak toplanmaktadm. Solvent reaktör içerisine geri aktarJInakta ve su toplama haznesinde birikmektedir.

Polimerizasyon süresi tamamlandtktan sonra vakum kapattldj Reaktör üzerine tak]}3n bullu geri sogutucu ve geri sirkülasyon sistemi çikarmzlü Reaktör içerisine ilave edilen nanopartikül Sn tozunun topaklanarak (misket bilye seklinde) karßînmi dip kEman çöktügü ve polimerden ayrültEgEgözlendi. Reaktör içerindeki sßak karsi-:h vakumlu süzme seti yardînglla süzülerek katalizör üründen uzaklastîttd: Katalizörden armdîtlan PLA'nm karanIIt bir ortamda ve oda smaklgîlda sogutularak kattlasmasusaglandk Gerekli katüasma gerçeklestikten sonra, PLA içerisinde buharlasmadan kalan p-ksilen çözücüsünün ve polimerizasyona ugramayan monomer kalntIarIJiIi uzaklastinarak PLA'nii saflastilinasjiçin vakum süzme seti yardmwla ve hekzan kullanlmak suretiyle yLkama islemi gerçeklestirildi. Elde edilen beyaz renkli ve toz formda olan PLA, vakumlu etüvde 40 - 50°C'de 2 - 4 saat aral ginda kurutuldu. 460 g PLA elde edildi. kisim Raiiip -04- GOM'C Heat Flow (ng) -I 2 i i . . r . 0 90 100 ISO 200 En Up “mpeg”, (rc) mu M !A rama: PU -IID Daha Wiigrii Prom Lou 6219 `t Way-t Loss 4 057 mg -2 aw s 3 . . k . . i . .1 1.L : 7,. “ 01 E i` 1 I I I I I I I I I I I I Mola: Mass [Da] Soinph: PLâ-MJPdiniir bulmadan. LC-20AD -iiiii~ _riil Piiiip: 1 010 gfIS Homme 1 (DJnifriii Cdiim 2: W T 30.“ 'C Diimui 1 RIO-MH Dolu', voluni ; 0.00) ml Mqiisiöoii mumun so: En 3239204 yimi 1..: Lmaes ghml 1“ 0000000 yiml H:: tin-Bel gfmol A : 265294 rri'V *1 1052 0.00 H: 10100 › 60112 0.00 dehidrasyon 140 - 150`C, vakum kurutma yikama sogutma ile ürün katilastirma (solvent uzaklastirma) katalizör solvent 140 - 160“C, vakum dehidraswn v akum ile sicak halde filtrasyon (katalizörün uzaldastinlmasi) solv ent

Claims (1)

1. ISTEMLER Bulus, azeotropik polikondenzasyon yöntemi kullanilarak nanopartükül metal katalizli poli Iaktik asit sentezinin birinci asamasmlup özelligi; 1 litre hacminde cam reaktör içerisine %90'Iik L-Laktik asitten 500 mL ilave edilerek, Bmßmmanyetik karßtlßtüve manyetik balik yardmngila tercihen 140 - 150°C'ye Esittlarak 2 saat süre ile karßtmmnasm Bu asamada reaktöre, içerisinden soguk su dolasîhüsaglanan destilasyon köprüsü ve suyun uzaklasmasîjia yard Ihcj olmak için vakum pompasü baglanarak entegrasyon saglanmasb Destilasyon köprüsünün diger ucuna ise çikan su miktarni takip edebilmek için ölçülü toplama kabi takilmasi,i Ortalama 2 saat süre sonunda toplama kabiîida 125 mL su toplanmasWe sistemden su çESIiiIi sona ermesi, Vakum pompasliji kapatmasm Reaktördeki susuz Iaktik asit içerisine nanopartikül Sn tozu (45 nm, %999 saflikta) ilave edilmesi ve tekrar vakum saglanmas: Tercihen 30 dakika boyunca, reaksiyon düzeneginde herhangi bir degisim yapm'naksgmi islemin devam ettirilmesi, Toplama kabLna 10 mL daha su toplandgmuji gözlemlenmesi islem adimlarndan meydana gelmektedir. Bulus, istem 1'e baglfazeotropik polikondenzasyon yöntemi kullanilarak nanopartükül metal katalizli poli laktik asit sentezinin ikinci asamasüolup özelligi; Vakumun kapatilîmasjve destilasyon köprüsünün reaktörden çikariltnasm SEaklE ve karßtmma islemleriyle ilgili bir degisim yaptlmadan islemlere devam edilmesi ve Reaktör içerisindeki karßîinli viskozitesinin artmasü Polimerizasyon ortaanm saglanmasi için reaktör içerisine p-ksilen çözücüsünden 200 mL ilave edilmesi, Reaktör üzerine, azeotropik karLsmnmi uzaklastuümasu Bu kar simdan suyun uzaklastlnilarak solventin ise tekrar reaktöre kazand n Iacagi lözel tasarimll igeri sirkülasyon sistemi - Dean Stark aparati i ve bu aparatîii üzerine de azeotropik karßrmîyogunlastnmak amaowla buIIu geri sogutucunun takttmasü Kurulan düzenekte vakum saglanmasm (tercihen 160°C) sßakltkta devam ettirilmesi, Reaksiyon esnaslida meydana gelen suyun, solvent ile birlikte reaktör içerisinden buharlasm uzaklasmasÇ uzaklasan bu azeotropik karßînii bullu geri sogutucu içerisinde yogunlastmtmasu geri sirkülasyonlu sistem içerisindeki toplama haznesinde heterojen bir karisim olarak toplanmasi, Solventin reaktör içerisine geri aktar Imas' lve su toplama haznesinde birikmesi islem ad learTlidan meydana gelmesidir. Bulus, Istem 1”e baglEazeotropik polikondenzasyon yöntemi kullan [tarak nanopartükül metal katalizli poli lakstik asit sentezinin üçüncü asamasüolup özelligi; Polimerizasyon süresi tamamland [ktan sonra vakumun kapatttmas: Reaktör üzerine takdan bullu geri sogutucu ve geri sirkülasyon sisteminin çikar'lmas ,l Reaktör içerisine ilave edilen nanopartikül Sn tozunun topaklanarak (misket bilye seklinde) karßînn dip kßm na çökmesi ve polimerden ayrümasî Reaktör içerindeki sßak karßmî vakumlu süzme seti yardmngrla süzülerek katalizör Üründen uzaklastltlmasü Katalizörden arEidEIan PLA'nm karanlik bir ortamda ve oda sßakltgmda sogutularak katiasmasmim saglanmasü Gerekli kat]asma gerçeklestikten sonra, PLA içerisinde buharlasmadan kalan p-ksilen çözüoüsünün ve polimerizasyona ugramayan monomer kalnitlarnimi uzaklastLtLlarak PLA”nni saflastJJJmasJiçin vakum süzme seti yardmnglla ve hekzan kullanÜInak suretiyle yikama islemi gerçeklestirilmesi, Elde edilen beyaz renkli ve toz formda olan PLA, vakumlu etüvde tercihen 40 - 50°C'de 2 - 4 saat araI ginida kurutulmaSl islem adimlarindan meydana gelmesidir.