聚乳酸纤维是什么面料
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聚乳酸纤维是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料，经发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成.聚乳酸纤维是一种原料可种植、易种植，废弃物在自然界中可自然降解的合成纤维。它在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染，是一种可持续发展的生态纤维。其织物面料手感、悬垂性好,抗紫外线,具有较低的可燃性和优良的加工性能,适用于各种时装、休闲装、体育用品和卫生用品等，具有广阔的应用前景。[1]
中文名
聚乳酸纤维
外文名
Polylacticacid fiber(PLA)
密度
1.25 g/cm3
玻璃化温度
55~65℃
熔融温度
160~170℃
快速
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PLA 纤维的生产技术
PLA 纤维的用途
定性鉴别
PLA纤维的特点
聚乳酸纤维(PLA)的生产原料乳酸是从玉米淀粉中制得，所以也将这种纤维称为玉米纤维，可以用甜菜或谷物等经葡萄糖发酵制成,以降低制备乳酸聚合体的成本。[2] 通过乳酸环化二聚物的化学聚合或乳酸的直接聚合可以得到高分子量的聚乳酸。以聚乳酸为原料得到的制品，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，以及抑菌性、阻燃性，并且在可降解热塑性高分子材料中，PLA具有最好的抗热性。
PLA 纤维具有同 PET 纤维 (即聚酯纤维) 相似的物理特性，不仅具有高结晶性，还具有同样的透明性；并且由于它的高结晶性和高取向度，从而具有高耐热性和高强度，且无需特殊的设备和操作工艺，应用常规的加工工艺便可进行纺丝。[2]
原料
生产 PLA 的原料丰富，例如甜菜 、玉米等 ,并且可通过不断种植获得这些原料。由于不采用石油或木材，这对于有限的石油和木材资源将起到保护作用。聚乳酸的原料是乳酸，即-羟基丙酸、2-羟基丙酸。由于乳酸分子中有一个不对称碳原子，所以具有d-型（右旋光）和L-型（左旋光）两种对映体，等量的L-乳酸和d-乳酸混合而成的dL-乳酸不具旋光性。成纤聚乳酸以L-乳酸为单体。[3]
L-乳酸的工业化生产主要有微生物发酵法和化学合成法两大类。
可生物降解性
PLA纤维具有良好的可生物降解性，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。PLA纤维如果与其它有机废弃物一同掩埋，几个月内便会分解，可以完全分解成CO2和H2O。[2]
物理机械性能
PLA 在所有生物可降解聚合物中，熔点最高、结晶度大、透明度好，很适合于作纤维、薄膜及模压制品。PLA纤维的物理性能接近PET纤维 (涤纶)和PA纤维(尼龙)，染色性能优于PET纤维。[2]
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。[2]
耐气候性
PLA纤维在室外暴晒500 h后，强度可保留55 %左右。[2]
PLA 纤维的生产技术
单*备
单体主要是通过葡萄糖在乳酸菌中发酵制得。[4]
聚乳酸的聚合方法
聚乳酸有两种合成方法，即丙交酯（乳酸的环状二聚体）的开环聚合和乳酸的直接聚合。[2]
一种是减压在溶剂中由乳酸直接聚合的方法，即：乳酸→预聚体→聚乳酸；乳酸直接缩聚是由精制的乳酸直接进行聚合，是最早也是最简单的方法。该法生产工艺简单，但得到的聚合物分子量低，且分子量分布较宽，其加工性能等尚不能满足成纤聚合物的需要；而且聚合反应在高于180C的条件下进行,得到的聚合物极易氧化着色，应用受到一定的*。[2]
另一种方法是常压下以环状二聚乳酸为原料聚合得到(丙交酯开环聚合)，即：乳酸→预聚体→环状二聚体→聚乳酸。丙交酯开环聚合生产工序为：先将乳酸脱水环化制成丙交酯；再将丙交酯开环聚合制得聚乳酸。其中乳酸的环化和提纯是制备丙交酯的难点和关键，这种方法可制得高分子量的聚乳酸，也较好地满足成纤聚合物和骨固定材料等的要求。[5]
丙交酯开环聚合
纺丝工艺
由于原料原因，聚乳酸有聚d-乳酸（PDLA）、聚L-乳酸（PLLA）和聚dL-乳酸（PDLLA）之分。生产纤维一般采用PLLA。[6] 聚乳酸及其共聚物的纺丝可采用溶液纺丝和熔融纺丝工艺，主要采用干纺-热拉伸工艺，而干纺纤维的机械性能要优于熔纺纤维。研究表明，聚乳酸的分子量及其分布、纺丝溶液的组成及浓度、拉伸温度、聚乳酸的结晶度和纤维直径，都影响最终纤维的性能。
纺制聚乳酸纤维也可以采用反应挤出纺丝成型。采用二氯甲烷、三氯甲烷 、甲苯为溶剂，溶解聚乳酸树脂作为纺丝液进行干法纺丝制得的聚乳酸纤维因 热降解少、纤维强度较高。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，纤维生产成本高，*了聚乳酸纤维的工业化生产。
聚乳酸是热塑性树脂，从理论上讲，采用熔融纺丝是最理想的纤维成型方式. 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，是聚乳酸纤维的主要成型方法。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最终的质量。[5] 熔融纺丝时，采用分子量为330000 的聚乳酸，先进行真实干燥，而后进行熔融纺丝，即能获得聚乳酸纤维。具体步骤包括熔融纺丝和热拉伸二步。
熔融纺丝：在氮气的保护下 ,聚合物经由螺杆熔融挤出，成丝后以11 8~21 0 km/min 的速度进行卷绕。
热拉伸纺丝：初生纤维在 160℃热板上双区拉伸。[5]
PLA 纤维的用途
由于 PLA 纤维具有很好的耐热性，所以它与普通的PET纤维一样，可制成长丝、短丝、单丝和非织造布等制品。装置不需要进行大的改动即可生产编织物、带子、不织布等。另外，PLA 纤维虽吸水性差，但拥有良好的水扩散性，比如与棉混纺 ,能制成吸汗速干型复合材料。作为无纺布的纤维材料，具有良好的手感、悬垂性及回弹性，优良的卷曲性及卷曲稳定性，可控制缩率。
