PLA玉米纖維無紡布 為您介紹聚乳酸纖維的性能特點與產品開發前景

介紹了聚乳酸纖維的化學結構和橫截面形式式；論述了聚乳酸纖維的性能特點，并對聚乳酸纖維與其他常用原料的物理力學性能、染色性能、服用性能和生物降解性能進行了測試、比較和分析；根據聚乳酸纖維的這些優良性能，探討了適用于各種服裝面料、家居裝飾面料和工業紡織品的發展前景。

 聚乳酸纖維是一種環保的纖維，它是從天然糖植物玉米中提取并通過熔融工藝制成的。它不僅可以通過再生資源合成和制備，還可以通過生物降解。聚乳酸纖維及其產品廢棄后，在自然條件下可通過微生物分解成二氧化碳和水。然后，在陽光的作用下，它們成為各種植物光合作用的原料，不會污染環境。聚乳酸纖維具有良好的物理機械性能、化學染色性能和生物降解性能，可廣泛應用于各種服裝織物、家用裝飾織物和工業紡織品。聚乳酸纖維具有環保紡織的主要特點，具有優異的環保性能。這種生物降解聚合物產品將成為本世紀纖維生產和應用的產品之一。

  1 聚乳酸纖維的結構與性能特點

1.1 聚乳酸纖維的結構

聚乳酸纖維是由PLA無紡布可再生聚乳酸和其他淀粉原料發酵制成的乳酸，然后由乳酸聚合成樹脂，然后通過紡絲制成。聚乳酸纖維的化學結構并不復雜，但由于乳酸分子中有手性碳原子，可分為D型和L型，因立體結構不同，如聚右旋乳酸（PDLA）、聚左旋乳酸（PLLA）和聚外消旋乳酸（PDLA）。淀粉發酵獲得的乳酸含有99.5%的PLLA，是一種晶體，可用于生產纖維和其他產品。因此，人們對聚乳酸纖維的研究主要集中在PLLA[2]上。

1.2 聚乳酸纖維的性能

1.2.1 聚乳酸纖維的物理性能

聚乳酸纖維不僅具有高結晶性，而且具有與聚酯、聚苯乙烯樹脂相同的透明度。表1顯示了中國紡織公司的聚乳酸纖維與其他纖維的性能比較。

 聚乳酸纖維是一種高結晶、高取向、高強度的纖維。它的物理性能介于聚酯和尼龍6之間，但聚乳酸纖維具有更好的手感和懸垂性，重量輕，抗紫外線性能好，卷曲性和保型性能好。聚乳酸纖維不需要特殊的裝置和操作，可以通過傳統的工藝成型加工。和普通聚酯一樣，它可以有長絲、短纖維、單絲、非織造布、織物、帶子、電纜等產品。

1.2.2 聚乳酸纖維的生物降解性能

聚乳酸纖維可降解的根本原因是聚合物上酯鍵的水解，一般認為其末羧基對其水解起催化作用，降解過程從無定型區域開始。水解速率不僅與聚合物的化學結構、分子量和分子量分布、形態結構和樣品尺寸有關，還取決于微生物的類型及其生長條件、環境溫度、濕度、pH值等外部水解環境。聚乳酸纖維的平均分解時間為1年，通過埋在土壤中、浸泡在海水中、降解在活性污泥中等一系列降解實驗。使用聚乳酸材料后，可進行自然降解、堆肥和燃燒處理。聚乳酸纖維的自然降解不會污染環境。燃燒時，燃燒氣體中幾乎沒有NOx。燃燒熱約為聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）的1/3。因此，聚乳酸纖維是一種非常有利于地球環境的材料。

1.2.3 聚乳酸纖維的吸濕快干和保暖性能

聚乳酸纖維可以根據不同的季節發揮不同的功能。冬季保溫比棉、聚酯纖維高20%以上；夏季使用聚乳酸纖維織物，透濕性好，水擴散性好，吸汗快干，蒸發后能迅速帶走體熱，全年感覺清爽。

1.2.4 聚乳酸纖維天然抑菌性能

由于聚乳酸纖維的特性，它可以在纖維表面形成自然、穩定的抗菌環境，黃色葡萄球菌難以繁殖。聚乳酸纖維表面呈弱酸性，其pH值為6.0~6.5，為弱酸性，健康的人體皮膚也呈弱酸性，因此聚乳酸纖維與弱酸性皮膚相容。與此同時，當人們鍛煉時，體內的糖會變成能量，并在體內（肌肉）形成乳酸。就像這個身體本身接受乳酸一樣，表明聚乳酸纖維是一種安全的材料，聚乳酸纖維毛衣已經日本皮膚健康協會的皮膚貼紙實驗，確認其安全。1.2.5聚乳酸纖維的燃燒性能。

聚乳酸纖維和其他常用纖維的燃燒性能如表2所示。在聚乳酸纖維的燃燒過程中，只有輕微的煙霧釋放，煙霧量很小，煙霧中沒有有害氣體；燃燒熱量很小。燃燒熱約為聚乙烯和聚丙烯的1/3。雖然不是阻燃纖維，但與聚酯纖維相比，自熄時間短，火災風險小。其氧指數在常用纖維中高，近國家標準對阻燃纖維氧指數28~30%的要求。

1.2.6 聚乳酸纖維回彈性能和耐紫外線性能

聚乳酸纖維和常用纖維彈性回復率比較[4]如表3。

  由可以看出，聚乳酸纖維具有良好的蓬松性能和彈性回復率，比錦綸還要好，做出的織物彈性好，抗皺性好，非常適合做運動衣。此外，聚乳酸纖維及其織物不吸收紫外線，在紫外線長期照射下，其強度和伸長的影響均不大。聚乳酸纖維在室外暴曬500小時后，強度仍可保留55%左右。

  2 聚乳酸纖維的開發前景

聚乳酸纖維具有許多優異的性能，如懸垂性、舒適性和良好的手感、良好的彈性、良好的卷曲和卷曲耐久性、良好的抗紫外線穩定性等。此外，聚乳酸纖維可制成圓形截面的單絲或復合絲、三葉形截面的BCF（可用于編織地毯和毛氈）、卷曲或非卷曲的短纖維、雙組分纖維、紡粘非織造布和熔噴非織造布，這使得聚乳酸纖維在服裝市場、家居裝飾市場、非織造布市場、雙組分纖維領域具有潛在的應用前景，健康和醫療。

  2.1 服裝用面料的開發

 早在1998年，日本鐘紡公司就宣布開發了一種新的紡織產品，由棉、羊毛和其他天然纖維與聚乳酸纖維混合而成。這種纖維具有良好的形式保留性。與棉混紡時，具有與滌棉混紡織物相似的性能；光澤好，但不產生金屬刺眼的光澤；優雅的絲綢外觀；感覺像絲綢；當與羊毛混紡時，它具有良好的形狀穩定性、抗褶皺和亮度，因此適用于動態服裝、軍裝、內衣和運動衫。

  3 結論

聚乳酸纖維不僅具有良好的物理機械性能和化學染色性能，而且具有良好的服用性能和生物降解性能。聚乳酸纖維織物具有良好的皮膚友好性，不會對人體造成傷害。聚乳酸纖維分解為二氧化碳和水，不會污染環境。它是一種具有合成纖維優良性能和天然纖維服用特性的環保功能纖維。聚乳酸纖維具有廣闊的應用前景。除服裝外，還廣泛應用于醫療領域和工業領域，具有廣闊的市場前景。隨著人們對環境保護的日益重視和聚乳酸纖維應用領域的不斷擴大，聚乳酸纖維將成為21世紀重點開發的紡織材料之一。