聚乳酸纖維簡(jiǎn)介

聚乳酸（Polylactic Acid, PLA）纖維，它是一種高性能的乳酸聚合物，由碳水化合物富集物(如長(zhǎng)米、甜菜、木薯等農(nóng)作物和有機(jī)廢料)和某些細(xì)菌物種發(fā)酵成乳酸，然后由單個(gè)乳酸環(huán)化聚合物或乳酸的直接聚合物制成。PLA纖維是通過(guò)紡絲制成的。PLA玉米纖維無(wú)紡布因?yàn)橛衩缀推渌任锉挥米髟?，所以也被稱(chēng)為玉米纖維。PLA纖維原料來(lái)自天然產(chǎn)品，廢棄物可以完全降解為天然所需的H2OO和CO2，實(shí)現(xiàn)了完全的自然循環(huán)，是21世紀(jì)具有發(fā)展前景的纖維材料。

一、聚乳酸纖維的發(fā)展

乳酸是從酸奶里找到，后來(lái)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)動(dòng)物、人類(lèi)的肌肉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的酸就是乳酸。利用乳酸聚合制備成聚乳酸高分子材料，是美國(guó)杜邦公司Carothers（尼龍的發(fā)明人）首先在實(shí)驗(yàn)室發(fā)明制得的。

聚乳酸纖維的研發(fā)已有半個(gè)多世紀(jì)歷史。美國(guó)Cyanamid公司于上世紀(jì)60年代研制出聚乳酸可吸收縫線。日本鐘紡與島津制作所于1989年合作開(kāi)發(fā)出純紡聚乳酸纖維（Lactron TM ）及其與天然纖維的混紡品種（Corn Fiber TM ），并在1998年長(zhǎng)野冬運(yùn)會(huì)上展出；日本尤尼吉卡公司于2000年開(kāi)發(fā)出聚乳酸長(zhǎng)絲與紡粘非織造布（Terramac TM ）。美國(guó)Cargill Dow Polymers（CDP）公司（現(xiàn)NatureWorks）于2003年發(fā)布涵蓋聚乳酸樹(shù)脂、纖維、薄膜的系列產(chǎn)品（Ingeo TM ），并特許德國(guó)Trevira公司生產(chǎn)Ingeo TM 系列非織造布，用于汽車(chē)、家紡、衛(wèi)生等領(lǐng)域。

二、聚乳酸纖維的工藝

1.PLA的合成

由于乳酸中存在不對(duì)稱(chēng)碳原子，根據(jù)其光學(xué)活性，可分為聚L-乳酸(PLLA)、聚D-乳酸(PDLA)和聚消旋乳酸(PDLLA)。低分子質(zhì)量PLA的適用范圍相對(duì)較窄，主要用于緩釋材料、手術(shù)縫合線等。例如，PLA微球可以控制藥物的釋放。高分子質(zhì)量PLA可用于纖維材料或樹(shù)脂，因此目前主要研究高分子質(zhì)量PLA的合成，主要分為直接聚合法和間接聚合法。

間接聚合法

間接聚合法，即開(kāi)環(huán)聚合，是迄今為止研究充分、成熟的聚合方法，也是PLA生產(chǎn)中使用廣泛的方法。間接聚合通常用于聚合物量和高三維規(guī)則度PLA的合成。1932年，Carothers提出通過(guò)環(huán)形二聚體丙交酯開(kāi)環(huán)聚合PLA制備高達(dá)700萬(wàn)PLA。圖2顯示了聚乳酸開(kāi)環(huán)聚合物的化學(xué)反應(yīng)。

2.PLA纖維成形

熔體紡絲通過(guò)噴絲孔將聚合物擠出，在空氣中冷卻成纖維紡絲，是迄今為止聚乳酸經(jīng)濟(jì)的紡絲方法