1、简介
(元琛科技)聚乳酸(Polylacticacid,PLA)是经过以玉米为代表的自然界中的农作物发酵和聚合而来,通过熔融纺丝等工艺获得的纤维。其在自然界中可自然降解,在土壤或海水中经微生物作用下可很快分解为二氧化碳和水,燃烧时,不会散发毒气,不会造成污染,实现碳循环,是一种可持续发展的生态纤维。
2、制备工艺
聚乳酸的纺丝一般有溶液纺丝和熔融纺丝两种工艺,聚乳酸纤维的商品化生产一般采用熔融纺丝工艺。
2.1、溶液纺丝
溶液纺丝主要采用干法-热拉伸工艺,以二氯甲烷、三氯甲烷 、甲苯为溶剂,溶解聚乳酸树脂作为纺丝液进行纺丝,制得的聚乳酸纤维热降解少、强度较高。但由于溶剂有毒、纺丝环境恶劣、溶剂回收困难,需要特殊处理,生产成本高,限制了聚乳酸纤维的工业化生产。
2.2、熔融纺丝
聚乳酸是热塑性聚合物,从理论上讲,采用熔融纺丝是最理想的纤维成形方式。熔融纺丝主要包括高速纺丝一步法和纺丝-拉伸两步法。高速纺丝产率是两步法的6~15倍,而两步法得到的纤维力学性能优于高速纺丝纤维。
熔融纺丝工艺技术比较成熟、环境污染小、生产成本低,更有利于自动化、柔性化生产。但是熔融纺丝易造成聚乳酸的水解和热降解,因此纺丝前必须严格控制树脂的含水量,以保证纺丝的工艺稳定性和纤维的最终质量。
3、PLA纤维性能
A、可生物降解性:被废弃后可在自然界中完全分解为CO2和H2O。二者通过光合作用,又可变成乳酸的原料——淀粉。如若PLA纤维与其他有机废弃物一起掩埋,几个月内便会分解,可以完全分解成CO2和H2O;
B、物理机械性能:PLA纤维的物理性能接近PET纤维和PA纤维,染色性能优于PET纤维。具有高结晶性、高取向性、高耐热性和高强度,同时具有较好的滑爽性、柔软舒适、干爽透气和抗紫外线功能,并有良好的光泽弹性和膨松性。
C、安全性:由于PLA纤维具有生物相容性,且服用舒适,可安全植入体内,无毒副作用;
D、耐气候性:PLA纤维在室外暴晒500h后,强度可保留55%左右;
E、吸湿性及抗起毛球性:PLA纤维织物有良好的吸湿性及抗起毛球性:
F、极限氧指数较高(LOL24-29),燃烧后自灭性好,燃烧发烟量低,有较好的阻燃性;
4、PLA纤维的应用
由于聚乳酸纤维的物理力学性能、热稳定性和热塑性好,较软/轻、染色性好、有生物相容性,因此用途十分广泛。
下表列出了PLA纤维的主要用途: