2024年1月8日
聚乳酸是一类集生物降解性、生态兼容性和生物可吸收性于一身的绿色热塑性聚酯,具备较好的热力学强度、弹性模量和热成型性能。因为其降解物质可进入人体内参与新陈代谢,被广泛应用于医学、药物、农产品等领域,被看作目前最具发展前景的可生物降解聚合物。
聚乳酸纤维是将聚乳酸树脂通过溶纺和熔纺方法而制成的合成纤维。将PLA制备成胶体溶液或熔融成熔体,经喷丝口挤压成细流,在合适的介质中固化成纤维。虽然溶纺纤维的力学性能优于熔纺纤维,但是,溶纺的工艺复杂,溶剂回收困难,纺丝环境恶劣,成本较高,不适合工业化生产。故目前聚乳酸纤维的商品化生产都是采用熔融纺丝工艺。
聚乳酸熔融纺丝示意图
聚乳酸纤维结构特点
聚乳酸纤维为全芯层结构,纵面存在无规律的斑点及不连续性条纹,横截面为近似圆形且表面存有斑点。这些无规律的斑点及不连续性条纹形成的原因主要是由于聚乳酸存在着大量的非结晶部分,在水、细菌、氧气的存在下,可以进行较快的分解而形成的。
聚乳酸纤维性能
1、物化性能及机械性能
PLA纤维强力高、延伸性好,具有良好的弹性回复性。其密度介于涤纶与锦纶之间,且回潮率较低,故以PLA纤维制得的面料具有质轻、柔软、穿着舒适、有干爽之感;较低模量使其具有较好的悬垂性和手感。
2、导湿透气性
PLA纤维的公定回潮率为0.4%~0.6%,与涤纶接近,远低于天然纤维,基本不回潮,吸湿性能较差,疏水性能较好,制品使用时比较干爽。但聚乳酸纤维的极性碳氧键与水分子连接,引起纤维内许多的水蒸气转移,可以使水分很快从人体表面转移出去,具有很好的芯吸效应,因而具有很好的透气作用。聚乳酸纤维的横向截面呈扁平圆状,中间近似圆形,纵向表面比较光滑,呈均匀柱状,但表面有少数深浅不等的沟槽。孔洞或裂缝使纤维很容易形成毛细管效应从而表现出非常好的芯吸和扩散现象,又由于聚乳酸纤维带有卷曲,其制品较为蓬松,也增加了织物的导湿能力,所以PLA纤维的芯吸和扩散作用非常好。
3、生物降解性
聚乳酸是由生物质原料(木薯、甜菜、蔗糖、秸秆纤维素等)经微生物发酵而成的小分子乳酸聚合而成的高分子材料,而聚乳酸纤维是由聚乳酸原料通过熔融纺丝等方法制备纤维。且其可在自然环境中降解,最终产物为H2O和CO2,产物还能再次被环境吸收回归自然,绿色环保。
4、生物相容性
聚乳酸纤维的主要原材料PLA是经美国食品药物管理局(FDA)认证可植入人体,是具有100%生物相容性、安全无刺激的一种聚酯类物质。据试验,聚乳酸在体内能够最终完全分解成为CO2和H2O,再经人体循环排出体外,而这种分解过程的中间产物乳酸也是人体肌肉内能够产生的物质,可以被人体当作碳素源吸收,完全无毒性。
(来源:纺织导报)
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