聚乳酸纤维的制备

聚乳酸纤维的制备什么是聚乳酸纤维？聚乳酸纤维是一种可完全生物降解的合成纤维，它可从谷物中取得。其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染。是一种可持续发展的生态纤维。聚乳酸纤维的制备合成聚乳酸的单体是乳酸,乳酸的生产可分为石油合成法和发酵法两种。由于发酵法原料来源广泛,原料的利用率和转化率较高,成本较低,故大多数生产商采用此法进行生产。近年来国内外对乳酸的聚合工艺作了不少研究,目前制造聚乳酸(PLA)有两条路线:第一条是直接聚合，第二条是开环聚合。直接聚合示例即在高真空和一定温度下用溶剂去除凝结水,将精制的乳酸直接聚合(缩合)成聚乳酸树脂,可以生产较低分子量的聚合体,这是Carother和三井Tualsu所采用的方法,可以生产低到中分子量的聚合体。此方法制得的PLA平均分子量较小,强度低,不能用作塑料和纤维加工,用途不广。开环聚合示例即在较温和的条件下去除水份,将乳酸环化制成二聚物丙交酯,在真空下蒸馏提纯后再进行开环聚合制得聚乳酸树脂。此方法制得的分子量可高达二十几万,被CargillDow和杜邦公司等大多数公司所采用,是目前工业上普遍采用的方法,由于所生产的PLA分子量高,结晶性好,强度高,用途广泛。聚乳酸纤维的制取聚乳酸是一种热塑性树脂,纺丝加工性能良好,其纺丝成形可采用溶液纺丝法和熔融纺丝法两种方法来完成[3],由于溶液纺丝法的工艺较为复杂,使用溶剂有毒,溶剂回收难,纺丝环境恶劣,产品成本高,从而限制了其应用,目前一般采用熔融纺丝法生产。熔融纺丝工艺如下:聚乳酸树脂切片→真空干燥→熔融螺杆挤出→过滤→计量→喷丝板出丝→冷却成形→POY卷绕→热盘拉伸→上油→成品丝。该方法污染小、成本低、便于自动化生产,可制得各种单丝、复丝、长丝和短纤维等。聚乳酸纤维的应用前景(1)以植物为原料的生态塑料聚乳酸,可能在不远的将来代替一部分化工塑料制品,使生态环境得以改善,生活质量得以提高。(2)聚乳酸有可能缓解日益严重的石油资源危机。据估计,石油将在40~50年内消耗殆尽,石油及其产品的价格近年来也经历了大幅的波动,而聚乳酸的原料玉米,在过去的10年间,价格却保持基本稳定。油价的暴涨必将使人们将更多的注意力投向以聚乳酸为代表的生态塑料行业。(3)聚乳酸的发展可以拓宽农产品的销售渠道,提高农产品的附加值,刺激农民种粮的积极性,在国民经济发展过程中,具有更深层次的战略意义。应用实例聚乳酸纤维的衣物家用地毯