聚乳酸纤维的开发

・专题研究一其它　聚乳酸纤维的开发　陕西国防工业职业技术学院热能化工系马喜锋张桂峰杨艳丽　摘要：本文介绍了聚乳酸纤维的研究现状、聚乳酸纤维的性能及加工方法，并对聚乳酸纤维的应用领域做了介绍。　关键词：聚乳酸纤维开发应用　随着人类崇尚自然，回归自然的需求以及环保意识的不断增强，天　然可生物降解高分子材料的研究越来越受到受到重视。在众多的可生　物降解材料中，聚乳酸（Ｐ０ｌｙｌａｃｔｉｅ　Ａｃｉｄ，简称ＰＬＡ）纤维异军突起，成　为继Ｌｙｏｃｅｌｌ纤维之后的又一迅速发展的环保型纤维。其优异的性能、　广泛的应用领域引起了全球的瞩目。　一、聚乳酸纤维的国内外研究现状　聚乳酸纤维开发生产目前在欧美及日本正在蓬勃发展，全球已有　８５家公司参与研发。中国的聚乳酸工业起步较晚。１９８７年前后，上海工　业微生物研究所、江苏省微生物研究所等开展了发酵法聚乳酸的研究。　现在有多所大学和研究所正在进行此项研究。但从总体上来说我国的　聚乳酸纤维的研究基本上还处于研究阶段。　二、聚乳酸纤维的性能及加工方法　（一）聚乳酸纤维的性能　聚乳酸纤维与聚酯（ＰＥＴ）、聚酰胺（ＰＡ）纤维的一些性能比较：聚乳　酸纤维密度介于ＰＥＴ和ＰＡ６之间，并且它的吸湿性较小，所以其制得的　服装具有质轻、柔软、穿着舒适、有干爽之感。低的折射率又使其具有温　暖的丝质般感受，高的结晶度使其具有耐热性好、强度高的特点，低的　模量使其具有较好的悬垂性和手感。［１］　（二）聚乳酸纤维的加工方法　聚乳酸（ＰＬＡ）纤维是以玉米淀粉等发酵而成的乳酸为原料，经脱水　聚合反应制成的聚乳酸酯溶液为纺丝液，通过纺丝加工而成的。　１．乳酸均聚物　（１）单体　乳酸分子中有两个光学异构体：Ｌ一乳酸和Ｄ一乳酸　乳酸的环状　二聚体——丙交酯有四种异构体：Ｌ一丙交酯、Ｄ一丙交酯、Ｄ，Ｌ一丙交　酯、ｍｅｓｏ一丙交酯。目前ＰＩ．Ａ的制备主要有直接聚合及开环聚合两种　方法。　（２）直接缩聚　直接缩聚法生产工艺简单，但由于体系中杂质的存在且反应是可　逆的，因此一般认为用该法很难得到高分子量的ＰＬＡ。　（３）开环聚合　一直以来，人们比较关注的还是丙交酯的开环聚合　这种聚合方法　较易实现，且可制得分子量高达７Ｏ万～ｌ００万的ＰＬＪＡ。人们对丙交酯开　环聚合的反应条件作了详尽的研究，这些因素主要包括催化剂浓度、单　体纯度、聚合真空度、聚合温度、聚合时间［３—６］，其中最主要的是丙交　酯的纯化及催化剂的选择。丙交酯的纯化主要采用重结晶的方法，所　用的溶剂一般为乙酸乙酯等。开环聚合所用的催化剂不同，聚合机理也　一２Ｏ４一　不同。　２．纺丝成形　用于制备纤维的聚乳酸一般是左旋聚乳酸（ＰＬＬＡ），其纺丝成形可　以采用溶液纺丝法和熔融纺丝法两种方式来实现。　（１）溶液纺丝　溶液纺丝主要采用干法一热拉伸工艺。采用二氯甲烷、三氯甲烷、　甲苯为溶剂，将聚乳酸酯溶解制成纺丝液，进行纺丝。　使用该方法纺丝，聚乳酸酯热降解少，纤维强度较高。但是，仍有不　少缺点了其工业化生产，因此，采用溶液纺丝制备ＰＬＡ纤维目前还　停留在实验室规模阶段　（２）熔融纺丝　ＰＬＬＡ是一种热塑性聚合物，因此。目前各种用于生产涤纶的熔融纺　丝法都可以采用，关键在于控制ＰＬＬＡ水分和纺丝温度，减少热解。同　时，熔融纺丝的可纺性和拉伸性在很大程度上都依赖于聚乳酸酯的质　量。　熔融纺丝具有丁艺技术成熟，环境污染小，生产成本低．便于自动　化、柔性化生产的优点，随着工艺与设备的不断改进完善，熔融纺丝法　已经成为ＰＬＡ长丝和短纤维生产的主要方法。［７—８］　三、聚乳酸纤维在医疗卫生领域中的应用　聚乳酸纤维由于具有良好的生物相容性、无毒性以及生物降解性，　因此，用途十分广泛。其可用做手术缝合线，伤口愈合后自然降解，无需　拆线，减少了病人的痛苦：聚乳酸纤维可做成膜组件来制作人工肾、人　造食管、人造尿道等生物器官，生物相容性良好，Ｅ　较安全。　参考文献：　【１］任元林焦晓宁等聚乳酸纤维及其非织造布的生产和应用，产　业用纺织品，２００５，４：９　【３］祖国瑞王振荣宋克祥等生物降解材料聚丙交酯的研究——　丙交酯单体的合成条件研究［Ｊ】黑龙江大学自然科学学报，ｌ９９９，ｌ６　（２）：９６～９８　［４】　ｕｌｋａ　ｒｎｉ　Ｒ　Ｋ，Ｍｏｒｅ　Ｅ　Ｇ，Ｈｅｇｙｅｌｉ　Ａ　Ｆ．ｅｔ　ａ１．　Ｊ　Ｂｉ０ｍｅｄ—　Ｍａｔｅｒ　Ｒｅｓ【Ｊ】，１　９７ｌ，５：ｌ６９～１　８１　【５］Ｂｅｙｔｅｐｅ，Ａｎｋａｙａ，Ｔｕｒｋｅｙ．　Ｊ０ｕｒｎａｌ　０ｆ　Ａｐｐ１ｉｅｄ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｓｃｉ—ｅｎｃｅ【Ｊ］，１９９　６，５９：５６１～５６　３　［６】Ｓｕｏｎｇ—Ｈｙｕ　Ｈｙｏｎ，ｅｔ　ａ１．Ｂｉｏ雌ｔｅｒｉａｌ　ｓ【Ｊ】，１９９７，１８：１　５０３～ｌ　５Ｏ８　［７】【８］戍玲聚乳酸（ＰＬＡ）纤维酌生产及应用开发，济南纺织化纤　科技２Ｏ０６，３：３２