L'acide polylactique ou polylactide ( PLA  ) est un polyester aliphatique thermoplastique dérivé de ressources renouvelables.

 En 2010, le PLA avait le deuxième volume de consommation le plus élevé de tous les bioplastiques du monde, bien qu'il ne soit pas encore un polymère de base. Son application à grande échelle a été entravée par de nombreuses lacunes physiques et de traitement.

Le nom "acide polylactique" n'est pas conforme à la nomenclature standard de l'UICPA et peut prêter à confusion, car le PLA n'est pas un polyacide (polyélectrolyte), mais plutôt un polyester.

Production

Le monomère provient généralement d'amidon végétal fermenté, comme la pulpe de maïs, de manioc, de canne à sucre ou de betterave à sucre.

Plusieurs voies industrielles permettent d'obtenir du  PLA  utilisable (c'est-à-dire de poids moléculaire élevé). Deux monomères principaux sont utilisés : l'acide lactique et le di-ester cyclique, le lactide. La voie la plus courante pour obtenir le PLA est la polymérisation par ouverture de cycle du lactide avec divers catalyseurs métalliques (généralement l'octoate d'étain) en solution ou en suspension. La réaction catalysée par le métal a tendance à provoquer la racémisation du PLA, ce qui réduit sa stéréorégularité par rapport au matériau de départ (généralement l'amidon de maïs).

Une autre voie d'accès au PLA est la condensation directe des monomères d'acide lactique. Ce processus doit être réalisé à moins de 200 °C ; au-dessus de cette température, le monomère lactide entropiquement favorisé est généré. Cette réaction génère un équivalent d'eau pour chaque étape de condensation (estérification). La réaction de condensation étant réversible et soumise à un équilibre, l'élimination de l'eau est nécessaire pour générer des espèces de poids moléculaire élevé. L'élimination de l'eau par application d'un vide ou par distillation azéotropique est nécessaire pour conduire la réaction vers la polycondensation. Des poids moléculaires de 130 kDa peuvent être obtenus de cette manière. Des poids moléculaires encore plus élevés peuvent être obtenus en cristallisant soigneusement le polymère brut à partir de la masse fondue. Les groupes terminaux acide carboxylique et alcool sont ainsi concentrés dans la région amorphe du polymère solide, et peuvent donc réagir. Des poids moléculaires de 128-152 kDa peuvent ainsi être obtenus.

La polymérisation d'un mélange racémique de L- et D-lactides conduit généralement à la synthèse de poly-DL-lactide (PDLLA), qui est amorphe. L'utilisation de catalyseurs stéréospécifiques peut conduire à un PLA hétérotactique qui présente une cristallinité. Le degré de cristallinité, et donc de nombreuses propriétés importantes, est largement contrôlé par le rapport entre les énantiomères D et L utilisés, et dans une moindre mesure par le type de catalyseur utilisé. Outre l'acide lactique et le lactide, le O-carboxyanhydride de l'acide lactique ("lac-OCA"), un composé cyclique à cinq chaînons, a également été utilisé dans le monde universitaire. Ce composé est plus réactif que le lactide, car sa polymérisation est entraînée par la perte d'un équivalent de dioxyde de carbone par équivalent d'acide lactique. L'eau n'est pas un coproduit.

La biosynthèse directe de PLA similaire aux poly(hydroxyalcanoates) a également été rapportée.

Une autre méthode mise au point consiste à mettre en contact l'acide lactique avec une zéolite. Cette réaction de condensation est un processus en une étape, et sa température est inférieure d'environ 100 °C.