聚乳酸纖維簡介

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(如長米、甜菜、木薯等農(nóng)作物和有機廢料)和某些細菌物種發(fā)酵成乳酸，然后由單個乳酸環(huán)化聚合物或乳酸的直接聚合物制成。PLA纖維是通過紡絲制成的。PLA玉米纖維無紡布因為玉米和其他谷物被用作原料，所以也被稱為玉米纖維。PLA纖維原料來自天然產(chǎn)品，廢棄物可以完全降解為天然所需的H2OO和CO2，實現(xiàn)了完全的自然循環(huán)，是21世紀具有發(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，后來科學(xué)家發(fā)現(xiàn)動物、人類的肌肉運動產(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，是美國杜邦公司Carothers（尼龍的發(fā)明人）首先在實驗室發(fā)明制得的。

聚乳酸纖維的研發(fā)已有半個多世紀歷史。美國Cyanamid公司于上世紀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年長野冬運會上展出；日本尤尼吉卡公司于2000年開發(fā)出聚乳酸長絲與紡粘非織造布（Terramac TM ）。美國Cargill Dow Polymers（CDP）公司（現(xiàn)NatureWorks）于2003年發(fā)布涵蓋聚乳酸樹脂、纖維、薄膜的系列產(chǎn)品（Ingeo TM ），并特許德國Trevira公司生產(chǎn)Ingeo TM 系列非織造布，用于汽車、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稱碳原子，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提出通過環(huán)形二聚體丙交酯開環(huán)聚合PLA制備高達700萬PLA。圖2顯示了聚乳酸開環(huán)聚合物的化學(xué)反應(yīng)。

2.PLA纖維成形

熔體紡絲通過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)濟的紡絲方法