PLA纤维
聚乳酸纤维
聚乳酸的应用谢谢！[2]聚酰胺纤维 1.14 1.57 48 42.0 215 4.5 3.3～5.3 25～40 20～35 30.98 20～22 100 酸性染料
聚乳酸纤维主要性能
• 聚乳酸纤维具有较好的力学性能，有较高 的断裂比强度和断裂伸长率，且有较好的 弹性回复和卷曲保持性，而且有较好的抗 皱性和形态稳定性。聚乳酸纤维具有较高 的结晶性和取向度，因而具有较好的耐热 性。 • 聚乳酸纤维具有优良的生物降解性和生物 相容性，它是一种完全可生物降解的纤维。
• 与其它聚合物相比，聚乳酸纤维燃烧时具有 可燃性差、燃烧热低、发烟量小等特性。 • 聚乳酸纤维的回潮率比较低，其吸湿性能较 差，与聚酯纤维相接近，但其导湿性能优于 聚酯纤维。 • 聚乳酸纤维具有良好的抗紫外线功能；此外 聚乳酸纤维还具有一定的抑菌性能和抗污性 能，聚乳酸纤维具有较好的化学惰性，对许 多溶剂、干洗剂等稳定，耐酸性较好但耐碱 性较差；聚乳酸纤维性能优越，有极好的悬 垂性、滑爽性、芯吸性、吸湿透气性、耐晒 性、抑菌和防霉性，还具有丝绸般的光泽， 良好的肌肤触感等。
• 聚乳酸的生产不以石油等化石燃料 为原料，且其产品在自然界中经过 几个月就可以完全降解无污染，具 有良好的生物降解性、相容性和可 吸收性，是一种环保型性纤维。
• 聚乳酸的结构式为
• 聚乳酸的纤维天然循环过程如下图
表1.1 聚乳酸纤维与聚酯纤维和聚酰胺纤维的性能比较表 物理指标 密度(g/cm3) 折射率(%) 玻璃化温度(℃) 结晶度(%) 熔点(℃) 标准回潮率(％) 断裂比强度(cN/dtex) 断裂伸长率(%) 初始模量(cN/dtex) 燃烧热(kJ/g) 极限氧指数(%) 染色温度(℃) 染料种类 聚乳酸纤维 1.27 1.4 58 83.5 175 0.5 3.9～4.8 30 31～46 18.84 26 100 分散染料 聚酯纤维 1.38 1.58 70 78.6 265 0.4 3.8～5.2 20～32 71～141 23.03 20～22 130 分散染料
聚乳酸纤维
聚乳酸的结构与性能
1. 聚乳酸的结构
聚乳酸的结构式为：
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。
2. 聚乳酸的基本性质
基本性质
固体结构 熔点/°C Tg/°C 热分解温度/"C 拉伸率/% 断裂强度/(CN/dtex)
玉米纤维的生物分解性
。
聚乳酸纤维织物包埋于豆渣中的外观变化
聚乳酸纤 维优异的
性能
A
B
可生物降解性 优异的触感
C 导湿性
D 回弹性
E
F
耐燃性 紫外线稳定性 以及抗污性
05
聚乳酸纤维的应用
玉米纤维的主要用途
主要用途
服装用 家纺产品用
工业用 农业用 食品用 卫生医疗用 渔业用
主要产品
外衣、内衣、运动服装等 环保台布、窗帘、床上用品、盥洗用品等 强化纸、特殊环保用纸、包装袋、土工布等 防兽网、育苗袋、土壤补强材料、绳带等
50~60 180~200
-
溶于四氢呋喃、氯仿等 不溶于正庚烷
4~6
聚乳酸在所有生物可降解聚合物中熔点最高，结晶度大，透明度好，适合
用于制作纤维、薄膜及模压制品等。与标准的热塑性聚源自直接聚合合物相比，聚乳酸可发
生水解，最终生成无害
乳酸
丙交酯
的小分子水和二氧化碳， 而二氧化碳和水通过光
发酵
环化二聚
开环聚合
2 物理机械性能
聚乳酸纤维属于高强、中伸、低模型纤维。它具有足够的强度可以做一般 通用的纤维材料，实用性高；具有较低的模量，使得其纤维面料具有很好的加 工性能。聚乳酸纤维的断裂强度和断裂伸长率都与涤纶接近，这使得其面料具 有高强力，延伸性好、手感柔软、悬垂性好、回弹性好以及较好卷曲性和卷曲 持久性的优点。聚乳酸纤维的吸湿率较低，与涤纶接近，但是它有较好的芯吸 性，故水润湿性、水扩散性好，具有良好的服用性。同时，它还具有良好的弹 性回复率，适宜的玻璃化温度使其具有良好的定型性能和抗皱性能。
pla纤维的生产工艺
1、PLA纤维的生产工艺、结构特点和主要性能生产工艺：工艺? PLA切片→干燥→螺杆挤压→预过滤→纺丝箱→冷却上油→卷绕→热盘拉伸→DT纤维（1）切片干燥：像PET一样，PLA切片必须经过干燥处理后才能进行熔融纺丝。
PLA属聚酯类产品，由于其聚合物在活跃和潮湿的环境中会通过酯键断裂发生水解而产生降解，造成分子量大幅下降，从而严重影响成品纤维的品质，因此纺丝前要严格控制PLA聚合物的含水率。
PLA切片干燥后含水率与干切片特性粘度的控制尤为重要，因为含水率控制不当引起的分子量损失将给正常的熔融纺丝带来困难。
（2）熔融纺丝：由于具有高结晶性和高取向性，PLA纤维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。
但 PLA纤维不同于芳香酯的PET，其熔点175℃（由差示扫描量热DSC法测定）与PET的260℃差距较大，且熔融纺丝成形较PET困难，主要表现在PLA的热敏性和熔体高粘度之间的矛盾。
要使PLA在纺丝成形时具有较好的流动性和可纺性，必须达到一定的纺丝温度，但PLA物料在高温下，尤其是经受较长时间的相对高温时极易发生热降解，因此造成PLA熔融成形的温度范围极窄。
（3）? 纺丝组件：由于PLA熔体的表观剪切粘度随剪切速率的增大而下降，表现为切力变稀流动现象。
因为在剪切应力的作用下，大分子构象发生变化，长链分子偏离平衡构象而沿熔体流动取向，表现出预取向性，从而使体系解缠并使大分子链彼此分离，导致PLA熔体的表观剪切粘度下降。
因此，必须通过加强剪切来降低其表观粘度，进而解决PLA聚合物热敏性和熔体高粘度之间的矛盾，实现纺丝的顺利进行。
（4）速率和卷绕超喂：在生产过程中，为保证PLA纤维有一定的取向度，同时希望拉伸应力和卷绕应力在纺丝过程中得到及时有效地消除，有效控制卷绕张力是关键。
另外，由于PLA纤维的玻璃化温度较低，易造成卷绕过程中应力松驰加剧，使纤维沿轴向发生一定尺寸的收缩。
可降解聚乳酸纤维(PLA)开发生产方案(二)
可降解聚乳酸纤维（PLA）开发生产方案一、实施背景随着全球对环境保护的关注日益提高，绿色、可持续的产业发展成为了主流趋势。
聚乳酸纤维，作为一种生物可降解材料，具有优良的环保性能和广阔的市场前景。
然而，其生产成本高、技术难度大等问题成为了制约其广泛应用的主要障碍。
因此，从产业结构改革的角度出发，探讨聚乳酸纤维（PLA）的开发和生产方案具有重要意义。
二、工作原理聚乳酸纤维（PLA）是以乳酸为原料聚合得到的聚合物。
其工作原理主要包括以下步骤：1.乳酸聚合：通过催化剂的作用，将纯度较高的乳酸分子聚合形成长链，得到聚乳酸。
2.熔融纺丝：将聚乳酸熔融，通过纺丝机喷丝，形成纤维。
3.冷却拉伸：纤维经过冷却装置后进行拉伸，强化纤维结构。
4.卷绕成型：经过卷绕装置，使纤维卷绕成卷，完成PLA纤维的生产。
三、实施计划步骤1.资源整合：整合相关乳酸原料资源，确保原料的稳定供应。
2.技术研发：研发高效、环保的PLA生产技术，降低生产成本。
3.生产线建设：根据PLA纤维生产工艺要求，建设或改造生产线。
4.试生产与调试：进行试生产，对生产过程进行监测和调试。
5.批量生产：经过试生产验证成功后，开始批量生产。
6.市场推广：对PLA纤维进行市场推广，扩大销售渠道。
四、适用范围1.纺织服装：PLA纤维具有优良的生物相容性和可降解性，适用于制作医疗用品、运动服、内衣等。
2.包装材料：PLA纤维制成的包装材料可替代传统塑料，应用于食品、药品等领域。
3.生物医用：PLA纤维可用于制作手术缝合线、人工韧带等医疗用品。
4.环境治理：PLA纤维可用于制作生物降解塑料，有助于减少白色污染。
五、创新要点1.开发高效、环保的PLA生产技术，降低生产成本。
2.探索新的生产工艺，提高产品质量和性能。
3.结合市场需求，开发多样化的PLA制品，满足不同领域的需求。
4.加强产业链上下游合作，实现资源共享和优势互补。
六、预期效果1.提高PLA纤维的生产效率和产品质量。
PLA是什么材料
PLA是什么材料PLA是什么材料、PLA可分为易着色PLA、本色PLA、白色PLA、黑色PLA、耐溶剂性PLA、耐化学性PLA、耐老化PLA、耐候PLA、耐油性PLA、可降解PLA、环保PLA、医疗级PLA.PLA纤维是由日本、美国等率先开发出来的一种新型绿色环保纤维,是一种高分子材料,其原材料是聚乳酸。
PLA是由再生的植物资源(玉米、小麦、谷物、甜菜等)为起始原料制成,然后经纺丝生成聚乳酸纤维。
这种纤维制品废弃后,借助土壤和水中的微生物作用, 完全分解成植物生长所需要的二氧化碳和水, 是一种完全自然循环的可生物降解环保纤维。
在当前绿色高分子材料的研究开发热潮中,需求迫切、发展快的当属环境可降解高分子材料。
PLA纤维原材料又极其丰富,己被众多专家推荐为“21世纪的环境友好循环材料”,是一种极具发展潜力的生态型纤维。
PLA纤维因为其良好的生物可降解性能被世界所属目,从医疗卫生领域到工农业领域,特别是在纺织加工领域,随着对PLA纤维的研究的不断推进,人们对PLA纤维的认识也越来越深刻。
PLA纤维是一种可生物降解的新型环保纤维。
由于生产PLA纤维的原料一一乳酸是从可再生天然物质发醇制取的, 因而加工乳酸大的优点是不使用石油等化工原料, 从原料到废弃物均可生物降解。
PLA纤维以淀粉制得的乳酸为原料,具有生物降解性,其废弃物埋入土中后,在土壤和水中的微生物作用下,大约经过1-2年的时间,纤维即可被完全分解为C02和H20,从而发生降解。
其产生的二氧化碳可通过植物光和作用减少其在大气中的含量, 对地球环境不会造成污染。
由于这是一个循环过程, 专家们把PLA纤维称为“21世纪的环境循环材料”.专家们预言,通过21世纪初期全球PLA聚合物和纤维的生产规模的扩大, 随着乳酸原料生产成本的降低,其价格会向接近PET纤维发展,其用途将迅速扩展,其经济效益将逐步显现出来。
PLA塑料的玻璃化温度和熔点较低,分别只有57℃和175℃,明显低于涤纶.热定形温度应介于玻璃化温度和熔点之间,加热到140℃时会收缩, 因此聚乳酸纤维产品在加工过程中温度不能过高。
pla纤维的生产工艺知识讲解
p l a纤维的生产工艺1、PLA纤维的生产工艺、结构特点和主要性能生产工艺：工艺 PLA切片→干燥→螺杆挤压→预过滤→纺丝箱→冷却上油→卷绕→热盘拉伸→DT纤维（1）切片干燥：像PET一样，PLA切片必须经过干燥处理后才能进行熔融纺丝。
PLA属聚酯类产品，由于其聚合物在活跃和潮湿的环境中会通过酯键断裂发生水解而产生降解，造成分子量大幅下降，从而严重影响成品纤维的品质，因此纺丝前要严格控制PLA聚合物的含水率。
PLA切片干燥后含水率与干切片特性粘度的控制尤为重要，因为含水率控制不当引起的分子量损失将给正常的熔融纺丝带来困难。
（2）熔融纺丝：由于具有高结晶性和高取向性，PLA纤维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。
但 PLA纤维不同于芳香酯的PET，其熔点175℃（由差示扫描量热DSC法测定）与PET的260℃差距较大，且熔融纺丝成形较PET困难，主要表现在PLA的热敏性和熔体高粘度之间的矛盾。
要使PLA在纺丝成形时具有较好的流动性和可纺性，必须达到一定的纺丝温度，但PLA物料在高温下，尤其是经受较长时间的相对高温时极易发生热降解，因此造成PLA熔融成形的温度范围极窄。
（3）纺丝组件：由于PLA熔体的表观剪切粘度随剪切速率的增大而下降，表现为切力变稀流动现象。
因为在剪切应力的作用下，大分子构象发生变化，长链分子偏离平衡构象而沿熔体流动取向，表现出预取向性，从而使体系解缠并使大分子链彼此分离，导致PLA熔体的表观剪切粘度下降。
因此，必须通过加强剪切来降低其表观粘度，进而解决PLA聚合物热敏性和熔体高粘度之间的矛盾，实现纺丝的顺利进行。
（4）速率和卷绕超喂：在生产过程中，为保证PLA纤维有一定的取向度，同时希望拉伸应力和卷绕应力在纺丝过程中得到及时有效地消除，有效控制卷绕张力是关键。
另外，由于PLA纤维的玻璃化温度较低，易造成卷绕过程中应力松驰加剧，使纤维沿轴向发生一定尺寸的收缩。
新型环保生物可降解材料PLA纤维发展情况
新型环保生物可降解材料PLA纤维发展情况聚乳酸（PolylacticAcid,PLA）纤维，是由碳水化合物富集的物质（如长米、甜菜、木薯等农作物及有机废料)与一定菌种发酵成乳酸，再经单体乳酸环化二聚或乳酸的直接聚合制得高性能乳酸聚合物，最后采取一定纺丝方式制成PLA纤维。
由于多用玉米等谷物为原料，所以又称为“玉米纤维”。
PLA纤维原料来源于自然，制品废弃物可被完全降解为自然所需的H2O 和CO2，实现了完全自然循环，是21世纪极其发展前景的纤维材料。
一、聚乳酸纤维国内外的发展1.国内的PLA纤维国内主要的聚乳酸(PLA)树脂生产企业为浙江海正生物材料股份及同杰良生物材料。
海正生物现有PLA切片产能5000t/a，同杰良生物的万吨级PLA项目于2014年通过验收。
此外，安徽丰原生物化学股份正在筹建10万t/a的聚乳酸生产线。
PLA纤维生产方面，恒天长江生物材料从2007年开始建设万吨级PLA熔体直纺项目，目前已基本建成。
浙江嘉兴普利莱新材料于2008年建成1000t/a的PLA长丝生产线；后与河南南乐县政府合作成立了河南龙都生物科技，其2万t/aPLA纤维(8000t/a长丝和12000t/a短纤)项目于2014年7月试车成功，主要使用进口PLA切片。
此外，安徽马鞍山同杰良生物材料年产千吨级纺丝生产线于2014年建成、安徽丰原生化2000t/a纺丝生产线于2018年建成。
整体而言，我国PLA纤维产业正进入蓬勃发展时期，但当前存在规模不大，应用尚未完全开发等问题。
2.国外的PLA纤维国外PLA纤维研发起步较早。
1962年美国Cyanamid公司纺制出了可生物吸收的PLA医用缝合线，但由于当时PLA的合成方法还相当落后，难以进行批量生产。
1991年，美国Cargill公司开展了以玉米为原料制备乳酸(LA)及PLA的合成技术研究，并进行了PLA纤维中试生产技术的研发，随后PLA纤维工业才逐渐发展起来。
1997年Cargill公司与美国DowChemical公司合资组建了聚焦PLA开发的NatureWorks公司。
可降解聚乳酸纤维(PLA)开发生产方案(一)
可降解聚乳酸纤维（PLA）开发生产方案一、实施背景随着人们对环境保护意识的提高，绿色生产和生活方式越来越受到重视。
传统纺织纤维的生产过程中，大量排放的二氧化碳和其他污染物对环境造成了严重影响。
因此，开发可降解、环保的纺织纤维成为了当务之急。
聚乳酸（PLA）作为一种生物可降解材料，具有良好的生物相容性和降解性，受到广泛关注。
本方案旨在从产业结构改革的角度，探讨可降解聚乳酸纤维（PLA）的开发生产。
二、工作原理聚乳酸（PLA）是一种由可再生植物资源（例如玉米）提取淀粉原料制成的生物降解材料。
其工作原理主要是通过微生物发酵方法，将淀粉原料转化为乳酸，再经过聚合反应生成PLA树脂。
最后，通过纺丝工艺将PLA树脂加工成为纤维。
这种纤维在一定的条件下可完全降解，对环境友好，且具有良好的生物相容性和力学性能。
三、实施计划步骤1.原料准备：首先需要准备足够的可再生植物资源，如玉米淀粉或其他淀粉类原料。
2.微生物发酵：利用特定的微生物将淀粉原料转化为乳酸。
3.聚合反应：将得到的乳酸进行聚合反应，生成PLA树脂。
4.纺丝工艺：将得到的PLA树脂进行纺丝，加工成为纤维。
5.后处理：对得到的纤维进行后处理，如拉伸、定型等，以获得所需的物理性能。
6.品质检测与评估：对生产的PLA纤维进行品质检测和评估，确保其满足相关标准。
7.市场推广与销售：将产品推向市场并进行销售。
四、适用范围1.服装纺织品：PLA纤维可用于制作各种服装，如运动服、内衣、外衣等。
2.家居纺织品：如床单、窗帘、地毯等。
3.医疗纺织品：由于其良好的生物相容性，PLA纤维可用于制作医疗用品，如手术服、口罩等。
4.包装材料：PLA纤维可用于制作环保包装材料，如购物袋、食品包装等。
五、创新要点1.生物可降解性：与传统纺织纤维相比，PLA纤维具有生物可降解性，对环境友好。
2.可再生资源：PLA纤维的生产原料来源于可再生植物资源，如玉米淀粉，有利于资源的可持续利用。
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工的产品有丝绸般的光泽及舒适的肌肤触感和手感，悬垂性佳，良
好的耐热性及抗紫外线功能，服用性能好，另有“玉米塑料”之称， 是一种具有结晶性、透明、易加工、可完全生物降解的热塑性高分
子材料，其玻璃化温度为50～ 60℃， 熔点为170～180℃，密度为
1．25 g/cm3，强度、弹性等力学性能和透明性与聚苯乙烯（PS） 相似。
青岛大学 孟 强
壹 贰 叁 肆
PLA纤维概述 PLA制备及纤维特性 PLA的应用 PLA的优缺点
PLA纤维（ Polylactide的缩写，又称玉米纤维Corn Fiber，聚乳
酸纤维），是以玉米、小麦等淀粉为原料，经发酵转化成乳酸再经
聚合，纺丝而制成的合成纤维。 此纤维具有生物可降解性，轻柔滑顺，强度大，吸湿透气，加
在包装领域的应用
• 包装带、包装用膜 • 农用薄膜、泡沫塑料 • 餐具
• •
原料来源充足，可生物分解，低污染。 机械物理性能良好，吸湿排汗性好，手感 柔软，抗起球性好，难燃，熔点易控制。
(1)聚乳酸中有大量的酯键,亲水性差,降低了它与其它物质的生物相容 性; (2)聚合所得产物的相对分子量分布过宽,聚乳酸本身为线型聚合物,这 都使聚乳酸材料的强度往往不能满足要求,脆性高,热变形温度低 (0146MPa负荷下为54℃),抗冲击性差; (3)降解周期难以控制; (4)价格太贵,乳酸价格以及聚合工艺决定了PLA的成本较高。这都促使 人们对聚乳酸的改性展开深入的研究。
• 与PET、PA等聚合物一样,可通过干法溶液纺 丝或熔融纺丝来制备PLA纤维。 • 生产工艺：工艺 PLA切片→干燥→螺杆挤压 →预过滤→纺丝箱→冷却上医学上的应用
• 药物控制释放体系 • 骨科固定和组织修复材料 • 外科缝合线
在纺织领域的应用
• 衣料等家用织物 • 农业，园艺用布 • 手术衣、手术覆盖布、口罩