聚乳酸纤维和长丝性能研究
PLA长丝的基本结构与物理性能
PLA长丝的基本结构与物理性能朱娅楠;潘志娟;汪吉艮;赵瑞芝【摘要】聚乳酸(PLA)纤维是一种可降解的生物质合成纤维.本文测定与分析了PLA长丝纤维的化学组成、结晶度和形态结构,并研究了PLA长丝的吸湿性、拉伸力学性能和热收缩性能.研究结果表明,PLA纤维具有明显的酯键结构,结晶度约为23.87％,纤维横截面近似圆形,纵向较为平直光滑,回潮率(0.79％)低,长丝的力学性能较佳,弹性回复性好,但是热收缩率大.【期刊名称】《现代丝绸科学与技术》【年(卷),期】2015(030)006【总页数】3页(P201-203)【关键词】PLA;微观结构;物理性能【作者】朱娅楠;潘志娟;汪吉艮;赵瑞芝【作者单位】苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215021;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215021;现代丝绸国家工程实验室,江苏苏州215123;江苏大生集团有限公司,江苏南通226002;江苏大生集团有限公司,江苏南通226002【正文语种】中文PLA纤维是一种新型生物质合成纤维，由玉米等原料发酵生成乳酸聚合而成，单体来源丰富，完全降解后生成二氧化碳和水，是目前极具发展前景的生物降解材料之一。
当前PLA的制备方法主要为丙交酯开环聚合和乳酸直接聚合[1]，PLA纤维的制备方法主要有溶液纺丝法和熔融纺丝法，溶液纺丝的工艺比较复杂、成本高，且对环境有一定污染，故多采用熔融纺丝法[2]。
除此以外，静电纺丝是一种制备PLA纤维的新方法，它可以生产出超细纤维，在组织工程支架材料、医用药物释放载体和伤口包覆等生物医学领域都有着广阔的应用前景。
PLA纤维的结构特征及长丝的物理化学性能、热学性能、力学性能同后期的织造加工、后整理过程密切相关。
本文对PLA长丝纤维的基本结构(分子组成、结晶结构、横截面及纵向形态等)以及PLA长丝的性能(回潮率、力学性能、热收缩等)进行了测定与分析。
实验材料为55.5dtex/36f的PLA长丝(河南龙都生物科技有限公司生产)。
聚乳酸纤维面料的性能初探
注： 断裂 比功和初始模量为计算所 得， 两者干 湿态性能基本一致 。
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ６一 Ｏ ４— １ ９
第一作者简介：蒋艳凤 ，女 ，浙江纺织服装职业技术学院纺织学 院，高级实验 师 （ 浙江 宁波 ３ ５ １ ） １ ２ １
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聚乳酸 纤 维 （Ｌ Ｐ Ａ）又称 玉米 纤维 ，它是 以
玉米为原料而提炼出来的一种纤维。 由于该纤维 不使用石油， 可生物降解 ， 不污染环境 ， 具有合 成纤维的许多优 良性能， 而且燃烧热低 ， 燃烧时 不产生有毒有害物质 ，所 以越来越受到广泛关
注 ，是一种 可持 续发 展 的生态 纤维 。
１ｍｍ／ ｎ ２ ｍｉ。试验 结果 见表 ｌ 表 ２ 和 。
是从玉米 中提取淀粉 ，经过酶分解得到葡萄糖， 再经过乳酸菌发酵生成乳酸， 在适当条件下合成 聚乳酸，再用熔融法纺成纤维，其分子式为：
Ｈ ［ Ｈ （ Ｈ３ Ｏ］ Ｏ Ｃ Ｃ ）Ｃ ＯＨ
表 １Ｐ Ａ纤维和 Ｐ Ｔ纤维的拉伸性能 （ 湿态） Ｌ Ｅ 干、
３２２洗可 穿性 ．－
３１ ．聚乳酸纤维面料 的耐用性 能
评 价面料 耐用 性 的指标 主要 是 断裂 比功 小于 Ｐ Ｔ 纤 维 ，但 其 断裂伸 长率 、 断裂 功 和断 Ｅ 裂 比功 均 比 Ｐ Ｔ 纤维大 得 多 ，而 断裂 功、 断裂 Ｅ
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第 ３期第 ｌ ６页
浙江纺织服装职业技术学 院学报
２ ０ 年 ９月 ０６
聚乳酸纤维 面料 的性能初探
蒋艳凤
董超萍
杨 理
摘
要：本文对聚乳酸纤维面料 的耐用性能、外观性 能和舒适性 能与涤纶纤维面料作 了比较和探讨 ，得 出聚乳 酸
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
聚乳酸长丝与棉的Sirofil纺纱工艺及拉伸性能
长丝强力高、张力均 匀、稳定性好 ，容 易形成均匀
的Ｓ ｉ ｒ ｏ ｉ ｆ ｌ 纱 ，因此 在试验 的 ０ ～ １ ２ ｍ ｍ间距 范围 内，
综合 分析 混纺 质量 比对 断 裂 强度 、断裂 强度 Ｃ Ｖ值 、断裂伸长 率的影 响 ，并 考虑 到较低 的混纺
质量 比意味 着较低 的经 济价 格 ，最 终选 取 Ｐ Ｌ Ａ与 棉 纤维 的混纺质 量比为 ６ ０ ／ ４ ０ 。此 时 ，复 合纱线 的 断裂 强度和断裂伸长 率较大 ，断裂强度 Ｃ Ｖ值 也较
图１ Ｓ ｉ ｒ ｏ ｉ ｆ ｌ 纺 纱示 意图
由图 ３ 可知 ：混纺质量 比为 ３ ０ ／ ７ ０时 ，纱线的 断裂强度 Ｃ Ｖ值 明显 比 纯 棉 纤 维 （ 混 纺 质 量 比 ０ ／ １ ０ ０ ） 高 ，这是 由于少 量的 （ 例如 混纺质 量比低
于３ ０ ／ ７ ０ ）Ｐ Ｌ Ａ长 丝 与棉短纤 维复合 形成 Ｓ ｉ ｒ ｏ ｉ ｆ ｌ 纱 时 ，复合纱体系 中 Ｐ Ｌ Ａ长 丝与短纤维结合不牢 固， 造 成断裂 的不 同时 性差 异增 大 ，其 断裂强度不匀 （ 强度 Ｃ Ｖ值）也增大 。当混纺质量 比达到 ４ ０ ／ ６ ０ 之
维体 系的大 ，随着混纺质量比的增大 ，Ｐ Ｌ Ａ长丝所 占比例增加 ，Ｐ Ｌ Ａ长丝体 系对复合 纱线的断裂伸长
刘淑强 ，吴改红 ，７ ， １ 、 卜昆，戴晋 明． 聚乳酸 长丝与棉的 Ｓ ｉ ｒ ｏ ｉ ｆ ｌ 纺纱工艺及拉伸性 能
３ ７
率影响增大 ，因． 此复合纱线的断裂伸长率逐渐提高。
圈 ６ 长 丝一 须条 间距 对纱 线 断裂 强度 Ｃ Ｖ值 的影 响
由图 ９可看出 ：随着捻度的增加 ，纱线断裂强 度先增加后降低。当捻度 增加时 ，棉纤维在条在较
聚乳酸纤维吸湿性能的研究进展
聚乳酸纤维吸湿性能的研究进展作者：朱兰芳李亚滨来源：《轻纺工业与技术》 2012年第1期朱兰芳，李亚滨（天津工业大学纺织学院，天津３００３８７）【摘要】主要介绍了聚乳酸纤维的吸湿导湿性及芯吸效应，并就聚乳酸纤维吸湿导湿性方面的改性和用途作了具体的阐述。
【关键词】吸湿性；聚乳酸纤维；改性；用途中图分类号： TS102.52+7 文献标识码： A 文章编号： 2095-0101（2012）01-0049-03０引言近年来，人们对于服装的舒适性要求越来越高。
当人体在高强度运动下或在炎热的气候中会分泌大量的汗液，人体表面的热量能够通过汗液的蒸发而被吸收。
但大量的汗液聚集在人体表面会使人极为不适。
从人体舒适的角度出发，人们希望汗液能被服装面料很快地吸收、转移，且在服装的表面快速蒸发，以保持皮肤表面和服装内侧环境的干燥。
一般天然纤维吸湿性好、穿着舒适，但其缺点是当人体排汗量较大时，衣服就会紧贴身体，给人体造成一种湿冷的感觉，这主要是汗液不能及时排出的缘故。
从导湿性能方面来看，化学纤维要比天然纤维具有优势，但也不是所有的化学纤维都具有这种突出的特点。
而聚乳酸纤维（ＰＬＡ）融合了天然纤维和合成纤维的特点，同时也克服了两者的缺点，具有优良的性能。
如下就聚乳酸纤维的吸湿导湿性、聚乳酸纤维织物的吸湿性能的改善及用途进行阐述。
１聚乳酸纤维的吸湿性通常把纤维材料从气态环境中吸着水分的能力称为吸湿性。
从微观上看，吸湿是水分子在纤维表面停留或吸附；在纤维内运动、停留或吸附；在纤维分子的极性基团上被吸附的过程和终态结果。
纺织行业中一般用回潮率表示纺织材料的吸湿性，回潮率是指纤维材料中的水分含量，即吸附水的含量。
棉纤维、ＰＥＴ纤维和ＰＬＡ纤维的公定回潮率比较见表１。
从表１可以看出，ＰＬＡ纤维的回潮率比棉纤维低但比ＰＥＴ纤维高，这是因为纤维的吸湿性能与纤维亲水基团的多少密切相关，大分子中所含大亲水基团越多，纤维的吸湿性越好。
棉纤维是天然纤维素纤维，大分子中的每一葡萄糖剩基中含有３个羟基，亲水基团数远远超过了ＰＬＡ纤维和ＰＥＴ纤维，而ＰＬＡ纤维和ＰＥＴ纤维中具有较多的酯基和甲基，没有亲水性的极性基团和反应性基团。
聚乳酸纤维的制备及其染色性能分析
5 PLA 纤维生产和染色中存在的问题
(1) PLA 纤维生产中的最大难题就是 : ①如何降低 过高的生产成本 ; ②如何减小聚合物中残存的单体的 量 ; ③如何确定相关生产技术来生产纤维并改善其性 质 ,增强品质 。
3 PLA 纤维的染色性能分析[2 ,15 ,16 ,17 ]
PLA 纤维是一种新型纤维 ,介绍其染色方面的文 献不是很多 ,国内的研究基本还停留在制造阶段 。笔 者在参考国外文献的基础上 ,在本文中对 PLA 纤维的 染色性能进行一下分析 。
PLA 纤维属于疏水性纤维 ,纤维结构较紧密 。染 色时 ,染料进入纤维的无定形区 。它的染色性能随着 纺丝条件及染色前加工不同而变化 。因为纤维的微结 构 ,例如结晶度 、晶体的大小 、取向度以及无定形区的 分子的排列 ,不但取决于纺丝成形工艺 ,而且随染整加 工 (热定型 、高温热处理等) 条件的变化而变化 。另外 , PLA 纤维组成 (L 型/ D 型异构体之比 ,立体结构) 也影 响它的染色性能 。本文从以下几个方面分析 PLA 纤 维结构与染色性能的关系 。 311 预定型对染色的影响
400～600 400～600 300
1200
酸性染料 分散染料 酸性染料 分散染料
100～110 100～110 100 左右 130 左右
212 环境可持续性 PLA 纤维类似于丝 、棉 、羊毛等 ,属于天然纤维 ,它
以谷物等农产品为原料 ,属于可重复使用的资源 ,取之 不尽 ,用之不竭 ;而传统的化学纤维依赖于石油这一天 然资源 ,它不能再生 ,属于有限资源 。另外 , PLA 纤维 具有良好的降解和生物相容性 ,其根本原因是聚合物 链上酯键的水解 。水解速率不仅与聚合物的化学结 构 、分子量及分子量分布 、形态结构和尺寸有关 ,而且
《聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》范文
《聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》篇一一、引言随着环保意识的日益增强和可持续发展理念的深入人心，生物基材料的研究与应用日益受到重视。
聚乳酸（PLA）作为一种可生物降解的聚合物，具有良好的生物相容性和可加工性，被广泛应用于医疗、包装、农业等领域。
然而，为了进一步提高聚乳酸的性能，满足不同领域的应用需求，研究者们开始探索将纳米技术与聚乳酸相结合，制备出聚乳酸纳米复合材料。
本文将重点研究聚乳酸纳米复合材料的制备方法及其性能。
二、聚乳酸纳米复合材料的制备1. 材料选择与准备制备聚乳酸纳米复合材料所需的主要材料包括聚乳酸、纳米填料以及其他添加剂。
纳米填料的选择对复合材料的性能具有重要影响，常用的纳米填料包括纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米纤维素等。
2. 制备方法聚乳酸纳米复合材料的制备方法主要包括熔融共混法、原位聚合法、溶液共混法等。
本文采用熔融共混法，将聚乳酸与纳米填料在高温下进行熔融共混，制备出聚乳酸纳米复合材料。
三、聚乳酸纳米复合材料的性能研究1. 力学性能通过拉伸试验、冲击试验等方法，研究聚乳酸纳米复合材料的力学性能。
实验结果表明，加入适量的纳米填料可以提高聚乳酸纳米复合材料的拉伸强度、冲击强度和硬度。
2. 热性能利用差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TGA）等设备，研究聚乳酸纳米复合材料的热性能。
实验结果表明，纳米填料的加入可以提高聚乳酸纳米复合材料的热稳定性和玻璃化转变温度。
3. 生物相容性通过细胞培养、生物降解试验等方法，研究聚乳酸纳米复合材料的生物相容性。
实验结果表明，聚乳酸纳米复合材料具有良好的生物相容性，可应用于医疗领域。
四、结论本文采用熔融共混法制备了聚乳酸纳米复合材料，并通过实验研究了其力学性能、热性能和生物相容性。
实验结果表明，加入适量的纳米填料可以提高聚乳酸纳米复合材料的各项性能。
聚乳酸纳米复合材料具有良好的应用前景，可广泛应用于医疗、包装、农业等领域。
未来，研究者们将继续探索更多种类的纳米填料和制备方法，以进一步提高聚乳酸纳米复合材料的性能和应用范围。
聚乳酸切片及纤维的性能探讨
聚乳酸切片及纤维的性能探讨沈晓伟;包旭东;白秀娥【摘要】利用解偏振法测定了1#～4# PLA切片的等温结晶动力学.求解了PLA切片的Avrami指数n;用X射线衍射法测定了等温结晶后PLA切片样品及纤维的结晶度,测试了PLA纤维的力学性能.结果表明:PLA切片等温结晶动力学参数Avrani 丑血指数n在1.29～2.16之问,且4#>3#>2#>1#;各批PLA切片等温结晶后的结晶度顺序与各批PLA纤维结晶度的顺序相一致;PLA纤维的强力随结晶度的增加而增加.【期刊名称】《合成技术及应用》【年(卷),期】2008(023)001【总页数】3页(P19-21)【关键词】聚乳酸;切片;纤维;结晶性能;力学性能【作者】沈晓伟;包旭东;白秀娥【作者单位】苏州大学材料工程学院,江苏,苏州,215021;无锡太极集团有限公司,江苏,无锡,214011;苏州大学材料工程学院,江苏,苏州,215021【正文语种】中文【中图分类】TQ317.3聚乳酸(PLA)是一种具有良好生物相容性、可生物降解的热塑性脂肪族聚脂，是一种环境友好材料，它有很多其它高分子材料无可比拟的优点。
首先，它的原料是可再生材料，树脂可以分解成H2O和CO2,对环境没有污染；其次，PLA为无毒、无刺激性的材料，有良好的生物相容性，可以广泛用于医用缝合线，药物缓释材料，在组织工程中作为支撑材料和修复材料等[1]；另外，PLA有良好的力学性能、染色性和加工性，可广泛用于工业包装、纺织、汽车等领域。
除此之外，PLA加工成的制品还有良好的耐热性能、力学性能、光学性能。
聚乳酸纤维还有一个最重要的优点就是对环保有利，它是一种完全生物降解的纤维，废弃后在土壤和水中，在微生物作用下分解成二氧化碳和水，随后在光合作用下，它们又会成为淀粉的起始原料。
聚乳酸纤维作为绿色环保产品显然有着广阔的应用前景，玉米亦将会有广阔的市场和良好的前景[2]。
笔者主要用解偏振法测定不同批号聚乳酸切片的等温结晶动力学，得出相应聚乳酸切片的Avrami指数，并用X射线衍射法测定不同批号聚乳酸切片及其纤维的结晶性能，同时用强力仪对不同批号聚乳酸纤维进行力学性能测试，并分析不同批号聚乳酸切片的结晶性能对聚乳酸纤维结晶性能及力学性能的影响。
浅谈聚乳酸纤维的性能及应用
浅谈聚乳酸纤维的性能及应用作者：王玉娟来源：《消费导刊·理论版》2008年第23期上世纪九十年代，美国卡吉尔道（Cargill Dow）公司与日本钟纺纤维公司共同向世人推出了一种新型的环保型纤维----由玉米制成的聚乳酸纤维（PLA纤维）。
Cargill Dow公司生产的PLA纤维商品名为Natureworks，而钟纺公司则命名为LACTRON。
PLA纤维是由玉米发酵经过聚合，得到聚乳酸后，再经熔融纺丝生产的聚乳酸纤维。
PLA纤维的化学结构上属于脂肪族聚酯，具有线性的、螺旋型的大分子结构。
纤维完全不使用石油等化工原料，其废弃物在土壤和海水中的微生物作用下，可分解成二氧化碳和水，不会污染地球环境。
由于该纤维的初始原料为淀粉，其再生之循环周期短，大约为一至二年，其产生的二氧化碳可由植物光合作用减少在大气中的含量。
燃烧PLA纤维，几乎没有一氧化氮，属于完成自然循环型，具有生物降解性的纤维。
聚乳酸的自然循环系统如图1所示：因此，PLA纤维被誉为新一代环保型聚酯合成纤维。
一、聚乳酸纤维的性能聚乳酸纤维的化学结构如下图所示：聚乳酸PLA纤维侧面及横截面的显微镜照片如图2、图3：由图2、3可知，聚乳酸纤维的横截面呈非完整的圆形，表面平滑有光泽。
PLA纤维的性能具有合成纤维的特性，有高结晶性，好的透明性，高取向度，高强度，其性能与涤纶、锦纶纤维比较如表1。
由表l可知：聚乳酸纤维（PLA纤维）的体积密度（1.29）比涤纶（1.38）小，因此，聚乳酸纤维产品比较轻盈，属于轻质纤维，有真丝般的光泽；断裂强度和断裂伸长率与涤纶接近，但其杨氏模量小（与锦纶相近），属于高强、中伸、低模型纤维，制成的织物强力高，延伸性好、手感柔软、回弹性好、悬垂性好；有较好的卷曲性和卷曲持久性；聚乳酸纤维回潮率为0.53%，与涤纶纤维相接近，具有芯吸效应，有很好的导湿透气性。
聚乳酸纤维在常温下有良好的耐气候性，其废气产品可在自然环境中分解，燃烧也没有毒气产生，对环境无污染。
纺丝温度对可降解聚乳酸长丝性能的影响
纺丝温度对可降解聚乳酸长丝性能的影响
吴改红;刘淑强
【期刊名称】《合成纤维》
【年(卷),期】2012()1
【摘要】采用差示扫描量热分析(DSC)和热失重分析(TG)方法,测试了聚乳酸切片的熔点和热分解温度,确定了纺丝温度的控制范围;并利用小型FDY纺丝机研究了在不同纺丝温度下纺制的聚乳酸一步法拉伸长丝的外观、降解情况(黏均分子质量和降解率)、力学性能及取向度。
结果表明,在试验的范围内,随着纺丝温度提高,纤维的断裂强度、断裂伸长率、取向度先缓慢提高,然后下降。
最终确定最佳的纺丝温度为195℃。
【总页数】4页(P20-22)
【关键词】聚乳酸长丝;纺丝温度;降解;黏均分子质量;力学性能
【作者】吴改红;刘淑强
【作者单位】太原理工大学轻纺工程与美术学院;太原理工大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ342
【相关文献】
1.可生物降解聚乳酸长丝的中低速熔融纺丝工艺研究 [J], 李琪;范艳苹;陶仁中;胡克勤;胡超;赵萍
2.浅析纺丝温度和牵伸倍数对聚乳酸纤维性能的影响 [J], 孙嘉
3.聚乳酸静电纺丝生物可降解材料的表面特征研究 [J], 孙树东;徐峰;齐欣;刘建国
4.不同聚乳酸切片的流变性能比较及其对熔融纺丝性能的影响研究 [J], 潘晓娣;钱明球
5.可生物降解聚乳酸长丝的熔融纺丝工艺 [J], 刘淑强;张蕊萍;贾虎生;戴晋明;刘旭光;许并社
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