聚乳酸与聚乳酸纤维特点及生产应用研究.doc

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1、__________________________________________________聚乳酸与聚乳酸纤维特点及生产应用研究　　摘要：聚乳酸（PLA）纤维具有很好的生物降解性和生物相容性，由它织成的织物具有丝绸般的光泽和舒适的肌肤触感，快干且抗皱，因此该纤维具有较广阔的发展前景。由于聚乳酸纤维是一种可完全生物降解的合成纤维，因此是一种可持续发展的生态纤维。　　关键词：聚乳酸；聚乳酸纤维；特性　　一、聚乳酸与聚乳酸纤维收集于网络，如有侵权请联系管理员删除__________________________________________________　　聚乳酸纤维（简称PLA纤维

2、）是以由谷物、甜菜等天然糖类得到的聚乳酸酯为原料，经溶液纺丝或熔融纺丝制得的聚酯合成纤维.目前，商业化生产的PLA纤维以玉米淀粉发酵而成的乳酸为原料，经脱水聚合反应制成的聚乳酸酯溶液为纺丝液，再进行纺丝加工而成.聚乳酸纤维兼有天然纤维和合成纤维的特点，吸湿排汗均匀、回弹性好，所制成的成衣穿着舒适，并具有抗皱抗紫外等性能，其制品废弃后，在土壤或水中微生物的作用下分解成二氧化碳和水，随后在太阳光合作用下，又会成为淀粉的起始原料。由于这是一个循环过程，因此可减少纤维工业对石油资源的依赖性，所以PLA纤维又被称为21世纪的环境循环材料。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

3、种纤维称为玉米纤维。　　二、聚乳酸与聚乳酸纤维的生产　　（一）聚乳酸的生产　　1.聚乳酸的生产原料　　聚乳酸的生产原料是乳酸，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。　　2.聚乳酸的聚合　　聚乳酸的聚合方法有两种，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；另一种方法是常压下以环状二聚乳酸为原料聚合得到，即：乳酸→预聚体→环状二聚体→聚乳酸。　　3.聚乳酸的合成收集于网络，如有侵权请联系管理员删除________

4、__________________________________________　　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。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。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180℃的条件下进行。　　（二）聚乳酸纤维生

5、产　　溶液纺丝主要采用干法-热拉伸工艺，纺丝原液的制备一般采用二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯作溶剂。1982年，Pennings等人率先用溶液纺丝法制备出粘均相对分子质量为3×105～5×105的聚乳酸纤维。工艺流程为：聚乳酸酯→纺丝液→过滤→计量→喷丝板出丝→溶剂蒸发→纤维成形→卷绕→拉伸→纤维成品。由于溶液纺丝法的工艺较为复杂，使用溶剂有毒，溶剂回收难，纺丝环境恶劣，产品成本高，从而限制了其应用，故不适合工业化生产。　　熔融纺丝采用热拉伸二步法纺丝工艺，PLLA是热塑性聚合物，比较适合熔融纺丝，目前各种用于生产涤纶现行熔融纺丝工艺（高速纺丝一步法，纺丝-拉伸二步法）都可采用。同时由于熔融状态下

6、PLLA会很快被水分解，因此在熔融纺丝前必须严格地除去水分。工艺流程为：聚乳酸酯→真空干燥→熔融挤压→收集于网络，如有侵权请联系管理员删除__________________________________________________过滤→计量→喷丝板出丝→冷却成形→POY卷绕→热盘拉伸→上油→成品丝。该方法污染小、成本低、便于自动化生产。目前，熔融纺丝法生产工艺和设备正在不断地改进和完善，采用熔融纺丝法目前已进入成熟阶段，已成为目前最主要的加工方法。　　三、聚乳酸纤维的优缺点　　（一）聚乳酸纤维的优点　　1.原料来源广泛，玉米、甜菜、甘薯都可获得乳酸。与其它植物相比玉米较容易种植和生长

7、，且产量高。　　2.制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用降解的产物为乳酸、二氧化碳和水（有研究表明聚乳酸制品若不使用丢弃120天后即开始溶解），不污染环境。　　3.限氧指数较高，阻燃性好。燃烧时不会散发毒气。　　4.有较好的亲水性、毛细管效应和水的扩散性，可散汗除菌。　　5.手感柔软且具有丝光泽，透明度高，强度和弹性均比棉麻好。　　6.易染色，染色效果好，且可用分散染料染色。　　7.制成的纺织品可烫易洗，但切