科普 | 聚乳酸纤维

聚乳酸(PLA)是一种生物基材料,是21世纪最有前景的纤维材料之一。聚乳酸(PLA)在自然界中并不存在,需要人工合成,原料乳酸由小麦、甜菜、木薯、玉米等农作物或废弃秸秆等非农作物发酵制得。以PLA制成的产品废弃后,在堆肥条件下可降解为水和二氧化碳。聚乳酸应用广泛,可以作为塑料进行加工,也可以进行纤维加工,是一种纤塑一体的材料。

 

 

聚乳酸经过纺丝成型后可得到聚乳酸纤维,聚乳酸纤维融合了天然纤维和化学合成纤维的优点,具备与人体肌肤相近的弱酸性,天然亲肤、抑菌、抗螨、抗过敏,具有良好的悬垂性、滑爽性、透气性,富有光泽感。同时,使用聚乳酸纤维制成的纺织制品还有自熄性的特点,使用安全性高。

分类

常用的聚乳酸纤维可以分为聚乳酸短纤维、聚乳酸长丝两大类。

1. 聚乳酸短纤维

聚乳酸短纤维是具有一定强力和弹力等力学性能的纤维产品,其产品种类有纯纺产品,以及与棉、毛、麻、莱赛尔、木代尔等纤维的混纺产品。

2. 聚乳酸长丝

聚乳酸长丝是由多根长单丝经过拉伸、加捻或者变形工序形成的纤维集合体,其一根丝条包含几十根单丝,这称为聚乳酸复合丝,可以纺制成差别化聚乳酸纤维。与此同时,还包括聚乳酸单丝,因其独特的性能,广泛用于医用缝合、渔用、茶包等领域。

性能

1. 力学性能

聚乳酸纤维的断裂强度为3.2~4.9cN/dtex,比天然棉纤维高,干态时的断裂伸长率与锦纶和羊毛相近,湿态时伸长率增加,表明聚乳酸纤维制品具有强力高、延伸性好等优点。

2. 生物降解性

聚乳酸产品废弃物在工业堆肥条件下(58摄氏度、湿度98%和微生物),3-6个月,即可完全分解为二氧化碳和水。

在正常温度和湿度下,聚乳酸纤维及其产品相当稳定。当处于有一定温、湿度的自然环境(如沙土、淤泥、海水)时,聚乳酸会被微生物完全降解成二氧化碳和水。如果将聚乳酸纤维埋入土中,自然降解时间为2~3年;而若将聚乳酸纤维与有机废弃物混合掩埋,几个月就会降解。

 

3. 生物相容性,抗过敏

聚乳酸的原料乳酸是人体内源性物质,使聚乳酸纤维具有良好的生物相容性,和肌肤有极佳的亲和性、无致敏性,产品安全性能好,因此在生物医疗领域也已广泛应用。

 

4. 抑菌防螨,防霉防臭

聚乳酸纤维表面呈乳酸的弱酸性,使得其具有了天然的天然抑菌性能,能有效抑制螨虫的滋生,并具备了防霉防臭的功效。

 

5. 使用安全性

聚乳酸纤维不易燃烧,离火即熄,无黑烟毒气排放,有很好的使用安全性。

 

6. 服用性

①悬垂性:聚乳酸纤维初始模量低,悬垂系数小,织物具有很好的悬垂性能。
②折皱回复性:聚乳酸纤维在5%拉伸变形时,弹性回复率高达93%,所以纯聚乳酸纤维织物的折皱回复性很好。
③保暖性能好。
聚乳酸纤维属于轻质纤维, 在受潮或被水浸湿后也能较快恢复干爽。聚乳酸纤维相关制品在不同季节能发挥不同的功能。冬天穿用, 保温性能比棉及聚酯纤维等材料好;夏天穿用,透湿性、水扩散性优异, 吸汗快干, 可通过蒸发迅速带走体热。
④导湿、速干:PLA纤维具有较高的孔隙率及良好的透气性,因此能够导湿速干,保持皮肤干爽和舒适

 

应用

 

1. 卫材

 

聚乳酸无纺布表面光滑,不吸湿,拥有更好的导流性、干爽性、生物相容性和不致敏性,可广泛应用于卫生材料相关领域,如卫生巾及纸尿裤面层、导流层、底层,卸妆棉、湿巾、洗脸巾、膜布等一次性卫生用品。

 

不仅能够解决一次性医疗和卫生用品的抑菌要求,其可生物降解性也能解决一次性医疗和卫生用品导致的“白色污染”问题。

 

 

2. 服装

 

聚乳酸纤维拥有与聚酯/涤纶等材料相近的物理性能、可以定型、强力好、尺寸稳定性好、不刺激皮肤、易洗易干,也可以通过在纺丝时改变工艺或添加其它材料,让聚乳酸纤维具有功能性,从而开发出独具优势的服用面料。
①运动、休闲服装
②内衣裤——抗菌

③ 童装——无过敏、亲肤、难燃,是现代童装的要素之一。

 

3. 家纺

 

①床上用品面料:可充分发挥其亲肤性好、不刺激皮肤、不致过敏的优点,比全棉面料有更好的尺寸稳定性,易洗易干易打理。
②填充物:以中空聚乳酸短纤为代表,可以是纯PLA,也可以与其他纤维混合,代替现有的聚酯相关填充物。

③ 窗帘、地毯:聚乳酸不易燃烧,离火即熄,无黑烟毒气排放,使用安全性更高。

 

4. 医疗

口罩、防护服、医用纱布、绷带等。

 

5. 其他应用

农业用布、沙障、过滤丝束、装饰板粘合等。

 

据科技部消息,PLA沙障已用于我国内蒙古、陕西、甘肃等地约10万余亩沙化土地治理,治理示范区内植被覆盖度提高15%~35%,单位面积产值提高20%~30%。利用低碳足迹聚乳酸(PLA)材料研发绿色治沙技术,可降低40%近地表风速和50%输沙量;对比传统植物材料沙障,PLA沙障使用年限提高2~5倍,铺设效率提高3~5倍,搬运量降低20~60倍。

 

聚乳酸纤维已成功应用于纺织品、工农业等多个行业和领域,有巨大的市场潜力待开发。尤其聚乳酸本身的生物基来源及生物降解特性,使得其作为环保材料取代现有的不可降解的织物与非织造布产品,推进绿色环保有着巨大的作用,是21世纪织物与非织造布中的重点发展的产品之一。

 

来源:聚如如资(www.jururu.info),eSun

 

 

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