聚乳酸纤维
澄清新型纤维的真相(五)——聚乳酸纤维
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2 1
国 内外 开 发 历 史 及 现 状
．
手 性 碳 原 子 有D 型 和 L 型 之 分 使丙 交 酯
，
，
、
PL A
的种类 因立
美 国 和 日本掌 握 了 主 要 生 产技 术
近 年 来 国 外 聚 乳 酸 技 术 的 开 发 和 工 业 化 生 产得 到 了
，
体 结 构 不 同 而 有多种 如 聚 右 旋 乳 酸
。
由于具 有 较 高 的 结 晶
，
产品 为原料 经 发 酵生 成 乳 酸 后 再 经 缩聚 和 熔 融 纺 丝 制
， ，
度 和 取 向度
色及 后 加 工
，
PL A
纤 维 的 耐 热 性 和 强 度 较 高 且 较 易进 行 染
成 通 常也 称 为 聚 丙 交 酯 纤 维
，
。
。
PL A
的 化 学 结 构 式 并 不 复 杂 但 由于 乳 酸 分 子 中存 在
，
。
一
种
淀 粉 制 得 由表 及 里 索 性 就 叫 了 玉 米 纤 维
，
，
”
；
二
是 出于 市
，
重 要 的 生物 医学 用 功 能 材 料
，
场 宣 传 的 考虑 为 迎 合消 费 者 对 生 态 环 保 生 活 的 追 求 将 这
目前 在 P L A 的 开 发研 究 中 P L A 树 脂 的 合成 工 艺 是 重
在真 空 条件下 加 热 乳 酸 就 得 到 了低 分 子 量 的 聚 乳 酸 因 其
A
，
既 可 以 采用溶
消 费 的 名称 让 本 就
，
头 雾 水 的 消费者 陡 增 了不 少 烦 恼 可
聚乳酸用途
聚乳酸用途
先介绍什么是聚乳酸
聚乳酸是一种生物降解性的高分子材料，具有良好的生物相容性
和性能稳定性。
从化学结构上来看，聚乳酸是一种聚酯，可分为L、D
和DL型，其中L型聚乳酸最为常用。
接着介绍它的用途
1. 医学领域
聚乳酸在医学领域中具有广泛的应用，可以用于制造缝合线、拟
合板等医疗器械。
相较于传统的合成材料，聚乳酸具有更好的生物相
容性和生物降解性，能够减少对人体的伤害和环境的污染。
2. 纤维制品
聚乳酸纤维具有很好的特性，如柔软、透气、吸湿、防静电、纤
维强度高等。
可以制造成不同用途的纤维制品，如无纺布、过滤材料、服装、手套等。
3. 环保领域
聚乳酸具有优异的环保性能，是一种可生物降解的高分子材料。
可以制造成塑料薄膜、玩具、包装材料等物品，节约资源、减少对环
境的影响。
4. 其他用途
聚乳酸也可用于生物医药领域中制造药物缓释系统，以实现更好
的药效；还可以用于农业领域中制造慢释肥料等等。
结论
综上所述，聚乳酸是一种重要的生物降解性材料，有着广泛的应
用前景。
在医学、纺织、环保等领域中，聚乳酸都具有不可替代的作用。
未来，聚乳酸的应用范围将更为广泛，发挥其优秀的物理和化学
性能，为人类生活带来更多便捷和舒适。
聚乳酸纤维的研究进展
ＰＡ 的 纺 丝 成 型 较 难 控 制 ， 使 Ｐ Ａ Ｉ 要 Ｌ
在纺丝成 形 时具 有 较好 的流 动性 ， 必须 达 到
一
定 的纺丝温 度 。但 是 Ｐ Ａ在 高温 下 ， Ｌ 尤其
经受较 长 时 间的 高 温容 易分 解 。根 据 Ｆ ｍ． ａ
２ 聚 乳 酸 纤 维 的制 备
聚乳酸 纤维 的 制备 方 法 ， 要 包 括 熔融 主
（ ｎ一１Ｈ２ ＋Ｈ＿∈ ） ｏ ＿Ｏ—ＣＨ—Ｃ ｎ ０Ｈ
性、 抗紫 外线 功能 ， 并富有 光泽 和弹性 。在服 装 面料 、 家用 装 饰材 料 、 医用 材 料 、 织 造 材 非
ｆ ｌ Ｊ
ＣＨ ３ ０
料、 生物 可降 解包 装 材 料等 领 域 具 有 广 阔 的
应 用发展 前景 。作为 一种完 全 可生物 降解 对
２ １ ２ 纺 丝 温 度 ．．
应条 件要 求不 高 ， 同时 易于 控制 了反 应 的可
逆平衡 ， 品 的得 率 和质 量 也 较 好 。但 由于 产
路 线长 、 本高 ， 成 在激 烈的市场 竞争 中难 以获 得较 高利润 ， 响 了聚乳 酸 及其 衍 生 物 产 品 影
的推 广应 用。
二步 法 是 当 今 生 产 聚 乳 酸 的 主 要 方
法 Ｊ 。生 产工序 为 ： 酸脱 水 环 化制 成丙 交 乳 酯， 再开 环聚 合制得聚 乳酸 。 丙交 酯开 环聚合是 目前研 究较 为成熟 的
一
种聚合 方法 ， 法可 用的催 化剂较 多 ， 反 该 对
壬基苯 酯 （ ＮＰ ） 以有 效 地抑 制 聚乳 酸在 Ｔ Ｐ可 熔融纺 丝过 程中 的降解 【 。 ３ Ｊ
山 西纺 织服 ｔ ２１． ｔ ０１１
聚乳酸纤维性能及应用
一、聚乳酸纤维机械性能
聚乳酸纤维是新一代环保型纤维，具有很多优越的性能。 例如聚乳酸纤维与聚酯、锦纶纤维的物理性能比较。①聚 乳酸纤维的密度介于聚酯和锦纶之间，比棉、丝、毛等密 度小，说明聚乳酸纤维具有较好的膨松性，制成的服装比 较轻盈；②聚乳酸纤维的强度较高，达到310~415 cN/dtex，接近合成纤维；③聚乳酸纤维的断裂伸长率在 30 %~50 %，远高于聚酯和锦纶，会给后道织造工序带来 相当的难度；④纤维模量小(与锦纶相近)，属于高强、中 伸、低模型纤维。杨氏模量可以表征纤维的硬度，杨氏模 量高，纤维发硬；杨氏模量低，则纤维柔软。因此聚乳酸 纤维制成的织物手感柔软、悬垂性很好；⑤聚乳酸纤维与 聚酯纤维具有相似的耐酸碱性能，这是由其大分子结构决 定的。
由于聚乳酸纤维是一种高结晶性、高取向性和高强度的纤维，它的 机械性能介于聚酯纤维和锦纶之间。在服用性能方面，聚乳酸纤维具有 更好的手感和悬垂性，比重较轻，有较好的卷曲性和保型性。聚乳酸纤 维无需特别的装置和操作，可用常规的工艺进行加工处理。
二、聚乳酸纤维的其他性能
聚乳酸纤维有独特的性能，如良好的可染性，色牢度高于 3 级； 其纤维相容性好，制成的织物不刺激皮肤，穿着时有舒适感；对许多 溶剂包括干洗剂稳定。重要的是，如前所述，它具有优越的生物降解 性。与其他生物降解纤维相比，聚乳酸纤维的分解速度低且稳定，埋 入土壤中2~3年强度消失，如果与其他有机废物同时埋入地下，几个 月之内就会分解成 CO2和水，是一种理想的可生物降解纤维。聚乳酸 纤维安全性好，植入体内无毒副作用，因此可用作可吸收的手术缝合 线和组织工程材料；耐候性好，聚乳酸纤维在室外长时间暴露能够保 存较高的抗张强度，优于 PET 纤维，因此可用于农业，园艺，土木 建筑等领域。
聚乳酸纤维PLAfiber的本源
聚乳酸纤维PLAfiber聚乳酸纤维（英文学名为Polylactidefiber，简称PLAfiber）是一种新型的可生物降解合成纤维，本质上还是一种聚酯纤维。
该纤维主要是以玉米、小麦、甜菜，木薯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，通常也称为聚丙交酯纤维，聚乳酸纤维PLAfiber其实是一种生物质纤维。
聚乳酸PLA的化学结构式并不复杂，但由于乳酸分子中存在手性碳原子，有D型和L型之分，使丙交酯、PLA的种类因立体结构不同而有多种，如聚右旋乳酸（PDLA）、聚左旋乳酸（PLLA）和聚外消旋乳酸（PDLLA）。
由于目前市场上的乳酸主要为L–乳酸（左旋乳酸）和D，L–乳酸（外消旋乳酸），因此通常大量被合成的乳酸为PLLA和PDLLA。
PLA的化学结构式PLA纤维拥有较好的亲水性、卷曲性、可染性、抗菌防霉性、耐紫外光性，同时具有优良的生物兼容性和可降解性。
PLA原料来源丰富，且可再生，其纤维具有与涤纶相似的物理机械性能，可用常规熔纺设备生产，生产能耗小。
聚乳酸纤维PLAfiber 在纺织领域有较广泛的应用前景，而且还是一种重要的生物医学用功能材料。
目前，在PLA的开发研究中，PLA树脂的合成工艺是重点。
在其合成中，最常用的起始原料为乳酸，中间体丙交酯是开环聚合的原料，聚合方法有多种，主要包括直接聚合法（简称一步法）、丙交酯开环聚合法（简称两步法）以及丙交酯与其它单体的共同聚合法（简称共聚法）等。
相比而言，一步法和两步法生产技术较为成熟且用得较多。
用于制备纤维的PLA树脂，一般是PLLA。
纺制PLA，既可以采用溶液纺丝，也可采用熔融纺丝。
由于熔融纺丝加工工艺相对简单，虽然其工艺和设备仍在不断改进和完善，但已经成为PLA纺丝成形加工的主流方法。
目前已生产的PLA纤维品种包括圆截面的单丝和复丝，卷曲或不卷曲的短纤，二元混丝，PET/PLA、PP/PLA二元复丝，纺粘法非织造布，熔喷法非织造布等。
聚乳酸纤维PLA
聚乳酸生物分解性纤维(PLA)谢绍铨近来，不少刊物报导日本、美国研制生物分解性聚乳酸纤维的消息，今年二月，美国中部Cagill Dow合资公司宣布，要投资三亿美元在偏远的Blair，Nebraska建一座大型年产14万吨的聚乳酸PLA(Polylactic Acid)工厂，预定2001年完成，此一新厂比该公司现有的4千吨小型工厂或日本钟纺(Kanebo)公司的试验工厂大很多。
由于聚乳酸具有环保、易分解等一系列的优点，可开发成聚乳酸纤维、不织布和薄膜等产品。
现有的四大项合成纤维，聚酯(PET)、尼龙(Nylon)、亚克力(Acrylics)、聚丙烯(PP)等都是以石油化工产品为基本原料所合成的，其物理、化学性质稳定，但存在着使用后废弃物无法分解的问题，棉、毛、麻、丝等天然纤维又缺乏上述合纤特有的性能。
聚乳酸纤维兼具两者纤维的优点，其原料乳酸可以玉米之类的植物中取得，其成品聚乳酸可在一定的温度、PH值和水份的条件下，会被分解成水和二氧化碳。
聚乳酸融点约为175 度C，比PET、Nylon低，与PP相近，具备实用的耐热性，所抽成丝的纤维强度等物性，具有与聚酯纤维一般相近的性能。
聚乳酸可以采用融熔纺丝装置抽丝，即先将它以融点以上的温度熔化，由纺嘴中压出，经冷却、固化、牵伸成丝。
可先生产POY丝，卷绕之后再在另外设备上加工成成品丝，也可以直接经热牵伸一步完成。
若生产短纤维产品，需经卷曲，卷曲数为10-15个/20毫米。
乳酸本身有不同的光学异构体，即L体(左旋)和D体(右旋)，原料中不同的D和L体含量，可使聚乳酸的融点不同。
因此，原料光学异构体的纯化是以生物技术天然方法最关键的技术，也是Cargill专利技术及商标权”NatureWorks”technology的重点。
调整聚乳酸纤维表层和芯层的DL体含量比例，使皮比芯层的融点低，利用这般不同的融点，可容易地生产出热粘着型的不织布产品，且产品十分柔软。
聚乳酸纤维具有优良的耐气候性。
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。
聚乳酸纤维工业生产流程
聚乳酸纤维工业生产流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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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
聚乳酸纤维的基本性能及应用
聚乳酸纤维简介
• 聚乳酸纤维（polylactic acid fiber，缩写PLA 纤维），又称为玉米淀粉纤维，是以聚乳酸 为主要原料经缩聚反应得到的聚合物，属于 聚酯类纤维。主要将从玉米、木薯等一些植 物中提取的淀粉经酸分解后得到的葡萄糖， 在经乳酸菌发酵分解生成乳酸，然后乳酸分 子中的羟基和羧基在适当的条件下缩聚得到 聚乳酸，在经过一定的纺丝工艺生产出聚乳 酸纤维。