可持續發展的生態纖維——聚乳酸纖維
聚乳酸纖維簡介
聚乳酸纖維是以玉米、小麥、甜菜等含澱粉的農(nong) 產(chan) 品為(wei) 原料，經發酵生成乳酸後，再經縮聚和熔融紡絲(si) 製成。聚乳酸纖維是一種原料可種植、易種植，廢棄物在自然界中可自然降解的合成纖維。它在土壤或海水中經微生物作用可分解為(wei) 二氧化碳和水，燃燒時，不會(hui) 散發毒氣，不會(hui) 造成汙染，是一種可持續發展的生態纖維。其織物麵料手感、懸垂性好,抗紫外線,具有較低的可燃性和優(you) 良的加工性能。
合成的原料
1.什麽(me) 是聚乳酸
聚乳酸（Poly lactic acid）又稱聚丙酯，簡稱PLA，屬於(yu) 聚酯家族。
聚乳酸是以乳酸為(wei) 主要原料聚合得到的聚合物，原料來源充分而且可以再生,主要以玉米、木薯等為(wei) 原料。聚乳酸的生產(chan) 過程無汙染，而且產(chan) 品可以生物降解，實現在自然界中的循環，因此是理想的綠色高分子材料。
2.聚乳酸（PTA）合成方法
直接縮聚法
直接縮聚法包括溶液縮聚法和熔融縮聚法，圖1為(wei) 聚乳酸直接縮聚反應式。Masanobu Ajioka 等通過溶液縮聚法製備了分子量為(wei) 300000的PLA，在整個(ge) 反應過程中生成的丙交酯和有機溶劑經循環後繼續參與(yu) 反應，避免了聚乳酸的降解現象。日本三菱化學公司采用溶液縮合的方法實現了聚乳酸的工業(ye) 化生產(chan) ; Kimnra 等采用二水合氯化錫和對甲苯磺酸二元催化體(ti) 係經熔融縮聚製備了分子量達500000的PLA。直接縮聚法生產(chan) 工藝簡單，但由於(yu) 體(ti) 係中存在雜質，且乳酸縮聚反應是可逆反應，因此很難得到高分子量的 PLA。
開環聚合法
開環聚合常被用於(yu) 高分子量、高立體(ti) 規整度PLA的合成，1932年Carothers首次提出通過環狀二聚體(ti) 丙交酯開環聚合PLA的方法，製備的PLA分子量高達70 ～100萬(wan) 。圖2示出聚乳酸開環聚合化學反應式。
聚乳酸纖維成型加工
熔體(ti) 紡絲(si) 將聚合物加熱熔融通過噴絲(si) 孔擠出，在空氣中冷卻固化形成纖維的紡絲(si) 方法，是至今為(wei) 止聚乳酸最經濟化的紡絲(si) 方法，示意圖如下
聚乳酸纖維的特性
1.可生物降解性
PLA纖維具有良好的可生物降解性，被廢棄後可在自然界中完全分解為(wei) CO2和H2O。二者通過光合作用，又可變成乳酸的原料——澱粉。PLA纖維如果與(yu) 其它有機廢棄物一同掩埋，幾個(ge) 月內(nei) 便會(hui) 分解，可以完全分解成CO2和H2O。
2.物理機械性能
PLA纖維的物理性能接近PET纖維 (滌綸)和PA纖維(尼龍)，染色性能優(you) 於(yu) PET纖維。 具有高結晶性、高取向性、高耐熱性和高強度，同時具有較好的滑爽性、柔軟舒適、幹爽透氣和抗紫外線功能，並有良好的光澤彈性和膨鬆性。
3.安全性
由於(yu) PLA纖維具有生物相容性，且服用舒適，可安全植入體(ti) 內(nei) ，無毒副作用。
4.耐氣候性
PLA纖維在室外暴曬500 h後，強度可保留55 %左右。
5.吸濕性及抗起毛球性
PLA纖維織物有良好的吸濕性及抗起毛球性
6.阻燃性
限氧指數較高(LOL24-29)，燃燒後自滅性好、燃燒發煙量低，有較好阻燃性;
PLA的合成降解循環圖
聚乳酸纖維的鑒別
鑒別方法采用燃燒試驗法、顯微鏡法·熔點試驗法、紅外吸收光譜法、化學溶解試驗法對聚乳酸纖維進行物理、化學性能的研究。
例如:
顯微鏡法對聚乳酸纖維進行顯微鏡觀察，其橫截麵為(wei) 近似圓形，縱截麵纖維光滑、有明顯斑點。其橫向、縱向截麵圖形見圖1、圖2。
聚乳酸纖維的缺點
1.聚乳酸中有大量的酯鍵，親(qin) 水性差，降低了它與(yu) 其它物質的生物相容性；
2.聚合所得產(chan) 物的相對分子量分布過寬，聚乳酸本身為(wei) 線型聚合物，這都使聚乳酸材料的強度往往不能滿足要求，脆性高，熱變形溫度低，抗衝(chong) 擊性差
3.降解周期難以控製
4.價(jia) 格太貴，乳酸價(jia) 格以及聚合工藝決(jue) 定了PLA的成本較高。這都促使人們(men) 對聚乳酸的改性展開深入的研究。
聚乳酸纖維的應用
總 結
PLA是21世紀快速發展的新型環保材料，從(cong) 來源到最終被分解整個(ge) 過程實現了可持續發展、無公害、無汙染的要求，同時可以緩解對石油資源的利用和開發，在紡織領域、生物醫學領域及其他行業(ye) 有巨大的發展空間和應用前景。目前 PLA 的工業(ye) 化生產(chan) 和使用仍麵臨(lin) 成本較高、生產(chan) 效率較低等問題，需要研究人員的不斷探索，一旦有所突破，PLA及其製品將會(hui) 產(chan) 生不可估量的經濟價(jia) 值和環保意義(yi) 。
複合麵料生產(chan) 廠家
