聚乳酸纤维性能及应用

生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用摘要：聚乳酸（PLA）是人工合成的可生物降解的的热塑性脂肪族聚酯，其具有良好的机械性能、热塑性、生物相容性和生物降解性等，广泛应用于可控释材料、生物医用材料、组织工程材料、合成纤维等领域。

本文主要介绍了聚乳酸的合成、改性及其在各个领域的应用。

关键词：聚乳酸；生物降解；合成；应用随着大量高分子材料在各个领域的应用，废弃高分子材料对环境的污染有着日益加剧的趋势。

处理高分子材料的一些老套方法如焚烧、掩埋、熔融共混挤出法、回收利用等都存在缺陷并有一定的局限性，给环境带来严重的负荷，因此开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。

而乳酸主要来源于自然界十分丰富的可再生植物资源如玉米淀粉、甜菜糖等的发酵。

聚乳酸（polylactide简称PLA)在自然环境中可被水解或微生物降解为无公害的最终产物CO2和H2O，对其进行堆肥或焚烧处理也不会带来新的环境污染[1]。

此外聚乳酸及其共聚物是一种具有优良的生物相容性的合成高分子材料。

它具有无毒、无刺激性、强度高、可塑性强、易加工成型等特点，因而被认为是最有前途的生物可降解高分子材料[2]。

利用其可降解性，也可用作生物医用材料如组织支架、外科手术缝合线、专业包装、外科固定等。

1 生物降解机理[3，4]生物降解是指高分子材料通过溶剂化作用、简单水解或酶反应，以及其他有机体转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。

高分子材料的生物降解过程可分为4个阶段：水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。

微生物首先向体外分泌水解酶，与可生物降解材料表面结合，通过水解切断这些材料表面的高分子链，生成低相对分子质量的化合物（有机酸、糖等)，然后，降解的生成物被微生物摄入体内，合成为微生物体物或转化为微生物活动能量，在耗氧条件下转化为CO2，完成生物降解的全过程。

材料的结构是决定其是否可生物降解的根本因素。

合成高分子多为憎水性的，一般不能生物降解，只有能保持一定湿度的材料才有可能生物降解。

聚乳酸纤维的结构与性能一、概述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。

”1.乳酸纤维的发展概况聚乳酸纤维的研究历史可追溯到上世纪30年代，其发明报道可追溯到50年代，杜帮公司最早测定了聚乳酸酯的分子量，60年代以后，各国科技工作者对此作了广泛的研究，日本以玉米为原料开发了新型聚乳酸纤维，90年代后期，美国两家大公司联合开发了聚乳酸纤维，它们以玉米为原料，首先建设了生产能力很大的试验工厂，完善了现代化生产高分子聚乳酸的生产工艺，开创了聚乳酸酯的工业化发展阶段。

日本钟纺、仓敷公司、香港的福田实业公司、日本的东丽公司和台湾的远纺公司等先后开发研制了聚乳酸纤维。

2002年上海华源股份有限公司开始与美国CDP公司合作，成为国内第一家实现工业化开发聚乳酸产品的化纤企业。

二、聚乳酸（P LA）纤维制备<1> 乳酸的制取合成聚乳酸的单体是乳酸，乳酸的生产可分为：1发酵法是采用玉米、小麦、稻谷和木薯等含淀粉农作物为原料，从原料中提取淀粉，经淀粉酶分解得到葡萄糖等单糖，再加入纯乳酸菌和碳酸钙进行发酵。

发酵液用石灰乳中和至微碱性，煮沸杀菌，冷却后过滤，用热水重结晶。

再加入50％的硫酸分解出乳酸和硫酸钙沉淀。

滤出硫酸钙，滤液在减压下蒸发浓缩，即得到工业用乳酸。

2.石油合成法由于发酵法原料来源广泛，原料的利用率和转化率较高，大多数生产商采用此法进行生产。

<2> 聚乳酸树脂的制取乳酸的聚合是PLA 生产的一项核心技术。

近年来国内外对乳酸的聚合工艺作了不少研究，目前聚乳酸的制造方法有两种：一种是直接聚合，即在高真空和高温条件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。

此方法工艺流程短，成本低，对环境污染小，但制得的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，不适合大规模工业化生产。

聚乳酸的性能、合成方法及应用一、本文概述聚乳酸（Polylactic Acid，简称PLA）是一种由可再生植物资源（例如玉米）提取淀粉原料制成的生物降解材料，具有良好的生物相容性和生物降解性。

随着全球环保意识的日益增强和可持续发展理念的深入人心，聚乳酸作为一种环保型高分子材料，其研究和应用受到了广泛的关注。

本文将全面介绍聚乳酸的性能特点、合成方法以及在实际应用中的广泛用途，旨在为读者提供关于聚乳酸的深入理解，推动其在各个领域的应用和发展。

本文首先将对聚乳酸的基本性能进行概述，包括其物理性能、化学性能以及生物相容性和降解性等方面的特点。

接着，将详细介绍聚乳酸的合成方法，包括开环聚合和缩聚法等，并分析不同合成方法的优缺点。

在此基础上，文章还将深入探讨聚乳酸在各个领域的应用情况，如包装材料、医疗领域、汽车制造、农业等。

文章还将对聚乳酸的未来发展趋势进行展望，以期为读者提供全面的聚乳酸知识，并为其在实际应用中的创新和发展提供参考。

二、聚乳酸的性能聚乳酸（PLA）作为一种生物降解塑料，具有一系列独特的性能，使其在众多领域中具有广泛的应用前景。

聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性。

由于其来源于可再生生物质，聚乳酸在自然界中能够被微生物分解为二氧化碳和水，不会对环境造成污染。

这使得聚乳酸在医疗、包装、农业等领域具有广阔的应用空间。

聚乳酸具有较高的机械性能。

通过调整合成方法和工艺条件，可以得到具有优异拉伸强度、模量和断裂伸长率的聚乳酸材料。

这些特性使得聚乳酸在制造包装材料、纤维、薄膜等方面具有显著优势。

聚乳酸还具有良好的加工性能。

它可以在熔融状态下进行热塑性加工，如挤出、注塑、吹塑等，从而制成各种形状和尺寸的制品。

同时，聚乳酸的表面光泽度高，易于印刷和染色，为其在装饰、包装等领域的应用提供了便利。

另外，聚乳酸还具有较好的阻隔性能。

它可以有效地阻止氧气、水分和其他气体的渗透，从而保护包装物品免受外界环境的影响。

2024年聚乳酸纤维市场调研报告一、市场背景聚乳酸纤维是一种生物可降解纤维，由聚乳酸（PLA）制成，具有良好的生物相容性和机械性能。

随着环保意识的增强和可持续发展理念的推动，聚乳酸纤维在纺织品、医疗器械、食品包装等领域的应用逐渐得到重视。

本文将对聚乳酸纤维市场进行调研分析，以了解其现状和未来发展趋势。

二、市场规模分析根据相关统计数据，2019年全球聚乳酸纤维市场规模为XX亿元，预计到2025年将达到XX亿元，年复合增长率为XX%。

聚乳酸纤维市场呈现出快速增长的趋势。

三、市场应用领域1. 纺织品聚乳酸纤维在纺织品领域具有优异的性能，如优良的透气性、吸湿性和亲肤性，广泛应用于服装、家纺等产品。

特别是在运动服和内衣等领域，聚乳酸纤维的应用越来越受到消费者的喜爱。

2. 医疗器械聚乳酸纤维在医疗器械领域有着广阔的应用前景。

由于其生物相容性好、可降解性高等特点，聚乳酸纤维被广泛应用于缝合线、人工血管、生物支架等医疗器械产品的制造。

3. 食品包装随着人们对食品安全和环境保护的要求不断增加，聚乳酸纤维在食品包装领域的应用逐渐扩大。

聚乳酸纤维包装材料可降解，对环境污染较小，符合可持续发展要求。

四、市场竞争分析1. 主要市场参与者在聚乳酸纤维市场上，主要的竞争者包括A公司、B公司和C公司等。

这些公司具有较强的研发实力和生产能力，产品质量相对较高，市场份额较大。

2. 市场竞争态势目前，聚乳酸纤维市场竞争激烈，各家企业通过不断创新和技术研发来提高产品质量和竞争力。

同时，市场上还存在一些小型企业，它们通过低价格来争夺市场份额，使得市场竞争更加复杂化。

五、市场驱动因素1. 环保意识的提高随着环保意识的提高，消费者对环境友好产品的需求增加。

聚乳酸纤维作为一种可降解纤维，符合环保要求，因此受到消费者的青睐。

2. 政策支持政府对可持续发展和循环经济的政策支持，促使聚乳酸纤维产业得到快速发展。

政策的引导和支持为聚乳酸纤维市场提供了良好的发展环境。

聚乳酸纤维的特性和⽤途⽣物降解聚乳酸复合材料【慧聪塑料⽹】众所周知，谈及纤维素材（天然纤维、⼈造纤维、合成纤维）及其原料⾼分⼦物质的安全性时，不能单纯地停留在对⼈直接的安全性上，还要考虑我们居住的地球⽣态系统的安全性，也就是对地球环境负荷的抑制和减少。

近年来成为问题的地球温暖化⽓体不断增加，影响了地球环境，所以不能只从对⼈和⾃然环境安全性的局部观点看，还要依时间、空间从整个环球环境的观点考虑。

另外，纤维产品在其制造、加⼯过程中，使⽤各种各样的化学物质（溶剂、凝固剂、油剂、抗菌剂、耐候剂、防⽕?阻燃剂、防污剂、染料、加⼯整理剂）和能源，这些化学物质也必须以同样的观点考虑，所使⽤的能源也要从环境负荷减少的观点考虑，要求尽量节能。

合成纤维聚乳酸纤维及其原料不仅具有对⼈和⾃然环境的安全性。

⽽且还具有没有添加⼀切有害化学物质的固有抗菌性和防⽕性、耐⽓侯性等。

1、环境负荷的评价在与传统纤维素材对⽐中，采⽤⽣命周期评价（LCA ）将聚乳酸纤维的环境负荷客观?定量地进⾏了评价。

也就是定量地评价从聚乳酸的原料采集经过乳酸发酵、聚合、纤维化（制造?加⼯过程）到使⽤后的废弃物处理（即从摇篮到墓场）的⼆氧化碳排放量。

相当从聚乳酸的原料采集（对⽟⽶地的播种、施肥和撒药、收获），经过淀粉制取、糖化、乳酸发酵，到制造出聚乳酸树脂（切⽚）的每1吨树脂的⼆氧化碳排放量，由美国Nature Works 公司发表。

其次，从树脂切⽚采⽤熔融纺丝进⾏纤维化过程中的⼆氧化碳排放量，已有的合成纤维也没有正式数据，但⼀般在整个⼯艺中所占的⽐例很低，尤其是聚乳酸特别不要⾼能量，在素材间没有⼤的差别（相同）。

最后，考虑关于燃烧废弃时或再资源化时的⼆氧化碳排放量（⽣物降解中进⾏⽣物氧化，也转换成⼆氧化碳），这种场合的排放量可以从化学结构进⾏理论上的预测。

按照各素材将这些数值加起来，采⽤传统粘胶法的再⽣纤维素纤维粘胶丝为14680CO 2Kg ／t 、代表性合成纤维的聚酯纤维为6443 CO 2Kg ／t ，⽽聚乳酸纤维只不过3650 CO 2Kg ／t ，其环境负荷特性显著（表1）。

新型聚乳酸纤维材料简介及应用内容摘要近年来，随着以石油为原料的塑料、橡胶及纤维工业的迅速发展，地球上能源存储量日趋减少、环境污染问题愈来愈严重，各国都在考虑可持续发展和环境保护问题。

如何解决这些污染并开发出可自然降解的新型材料已经成为近年来世界各国的重要研究目标。

目前环保行业的明星是利用乳酸生产的新型聚酯材料——聚乳酸（PLA）。

其中，以聚乳酸为原料加工而成的可降解纤维材料尤其引人关注。

本文主要讲诉聚乳酸纤维的性能，合成及研究现状。

关键词：聚乳酸纤维，聚乳酸纤维研究现状，聚乳酸纤维性能。

新型聚乳酸纤维材料简介及应用一、聚乳酸纤维简介（一）聚乳酸纤维简介聚乳酸纤维又称玉米纤维，它是由玉米等谷物原料经过发酵、聚合、纺丝制成的。

在其生产过程中，首先将玉米中的淀粉提炼成植物糖，再将植物糖经过发酵形成乳酸，乳酸再经过聚合生成高性能的乳酸聚合物，最后将这种聚合物经过熔体纺丝等纺丝方法制成聚乳酸纤维。

聚乳酸( Polylactic Acid)，简称PLA，化学结构式为：聚乳酸(PLA)它是一种以乳酸为主要原料的高分子聚合物。

聚乳酸由乳酸合成，而乳酸的原料是所有碳水化合物富集的物质，如粮食(玉米、甜菜、土豆、山芋等)以及有机废弃物(玉米芯或其他农作物的根、茎、叶、皮、城市有机废物和工业下脚料等)。

以涤纶为代表的合成纤维自问世以来，得到了快速的发展。

然而，随着以石油为原料的合成纤维产量的快速增长，石油过度开采引起的能源枯竭，以及石油制品废弃物的不可自然降解性对环境造成了极大的威胁。

从环保的观点出发，对生物可降解材料的研究和开发己变得非常迫切。

聚乳酸纤维是一种性能较好的可生物降解纤维。

在微生物的作用下，其废弃物会分解生成碳酸气体和水，它们在阳光下通过光合作用又会生成起始原料淀粉，而淀粉又是聚乳酸的原料（如图2-10），这实现了资源的可持续利用。

用玉米等谷物原料加工聚乳酸产品对综合利用资源，减少环境污染具有重要的意义和价值。

聚乳酸纤维的结构性能、应用摘要: 随着我国社会经济的迅速快速发展和各大城市居民人口的大量高度集中，白色污染物问题越愈严重，各种各类环保材料应运而生，其中生物性可降解环保材料由于能够在一定环境条件下快速进行降解得到了社会各界人士的广泛关注。

聚乳酸产品使用领域众多，可广泛使用于生物医药、纺织、工业等，将逐步取代传统塑料。

本文主要讲述聚乳酸材料中的聚乳酸纤维的结构性能、应用前景。

关键字:聚乳酸纤维；结构性能；应用；环保；可降解材料1 前言2019年4月24日、25日在云南昆明召开了可降解塑料创新技术与市场合作会议，会议主要探讨到的重点议题是聚乳酸纤维合成的一些关键技术及其高应用价值创新技术应用。

由于人工合成塑料的种种不同缺点，例如塑料是由石油炼制的化工产品制成，而由于石油的天然资源储量是有限的、塑料加热容易燃烧，燃烧时会迅速产生大量有毒气体、塑料的耐热腐蚀性能等较差，材质易于老化、塑料无法自然分解这些都是塑料白色污染的主要形成原因，因此现在寻找用另一种可降解材料代替塑料这种材料的新型材料刻不容缓。

而聚乳酸的研发生产不以使用石油等化石化工原料产品为主要原料，而是以常见的玉米类小麦类木薯类等为主要原料，且其产品在自然界仅仅经过几个月就已经可以完全自然降解无化学污染。

目前，国外对聚乳酸纤维的科学研究和技术开发较为成熟，国内对聚乳酸的研究还是处于早期起步研究阶段[1]2 定义聚乳酸纤维(PLA纤维)是由从诸如玉米、木薯等中加工提取的淀粉，经过酸的发酵分解后，得到低聚葡萄糖，再经过乳酸菌的发酵乳化分解后再生成乳酸，其分子结构中的一端羟基和另一端的羧基缩聚获得聚乳酸，通过熔融纺丝工艺获得聚乳酸纤维。

同时PLA纤维还是真正的低碳环保产品，废弃后，在堆肥环境下很快就能完全降解，不像有些塑料几百年都不降解。

最终实现碳元素永恒循环，对环境没有污染。

且原料广泛丰富，适合大规模推广应用3 结构与性能3.1结构聚乳酸纤维分子式如下：从结构上看，PLA纤维不含芳香环，具有较高的结晶度和取向度，强度高、耐热。

聚乳酸纤维的性能特点聚乳酸纤维的性能特点【摘要】简介了聚乳酸纤维的化学结构与截面形态;论述了聚乳酸纤维的性能特点，对聚乳酸纤维与其他常用原料的物理机械性能、染色性能、服用性能和生物降解性能等作了测试对比和分析;并根据聚乳酸纤维的这些优异性能，对适合于各种服装面料、家用装饰织物及产业用纺织品的开发前景作了探讨。

【关键词】聚乳酸纤维;性能特点;产品开发聚乳酸纤维是从天然糖类植物玉米中提取并通过熔纺工艺制得的环保型纤维，它不但可以用再生资源合成制备，而且可以生物降解[1]。

聚乳酸纤维及其制品废弃后可在自然条件下被微生物分解成二氧化碳和水，随后在阳光的作用下，它们又成为各种植物光合作用的原料，不会对环境造成污染。

由于聚乳酸纤维具有良好的物理机械性能、化学染色性能和生物降解性能，可以广泛用于各种服装面料、家用装饰织物和产业用纺织品。

聚乳酸纤维具备了环保型纺织品的主要特征，具有优良的环保性能，这种生物降解高分子产品将成为本世纪纤维生产与应用中的主导型产品之一。

1 聚乳酸纤维的结构与性能特点1.1 聚乳酸纤维的结构聚乳酸纤维是采用可再生的聚乳酸等淀粉原料，经发酵制取乳酸，然后由乳酸聚合成树脂，再通过纺丝而制成的。

聚乳酸纤维其化学结构并不复杂，但由于乳酸分子中存在手性碳原子，有D型和L型之分，使丙交脂、聚乳酸(PLA)的种类因立体结构不同而有多种，如聚右旋乳酸(PDLA)、聚左旋乳酸(PLLA)和聚外消旋乳酸(PDLLA)。

由淀粉发酵得到的乳酸含有99.5%的PLLA，而且它是结晶体，可用来生产纤维等制品，因此人们对聚乳酸纤维的研究主要集中于PLLA[2]。

1.2 聚乳酸纤维的性能1.2.1 聚乳酸纤维的物理性能聚乳酸纤维不仅有高结晶性，还与聚酯、聚苯乙烯树脂具有同样的透明性。

表1显示了钟纺公司的聚乳酸纤维与其他纤维的性能对比。

聚乳酸纤维是一种高结晶性、高取向性和高强度的纤维，它的物理性能介于涤纶和锦纶6之间，但聚乳酸纤维具有更好的手感和悬垂性，比重较轻，抗紫外线好，有较好的卷曲性和保型性。

聚乳酸纳米纤维材料的制备及其性能研究近年来，纳米材料的制备和研究备受关注，因其特殊的性能和应用前景。

其中，聚乳酸（PLA）纳米纤维材料是一种新兴的功能材料，具有优异的力学性能、光学性能和生物相容性，被广泛应用于医学、纺织、电子等领域。

一、PLA纳米纤维制备方法PLA纳米纤维的制备方法主要有静电纺丝法、旋转纺丝法、相分离纺丝法等。

其中，静电纺丝法是一种被广泛采用的制备方法。

1. 静电纺丝法静电纺丝法的原理是通过高电压电场使溶液中聚合物分子形成锥状液滴，接着在电场作用下产生电荷，使液滴表面张力降低，液滴在电场作用下逐渐变细，并且捕捉室内的湿气，因此可以拉出纤维。

制备PLA纳米纤维的过程中需要有合适的溶剂、聚合物浓度、电压和喷嘴直径等条件。

2. 旋转纺丝法旋转纺丝法也被广泛应用于PLA纳米纤维的制备。

它的原理是利用旋转界面的剪切作用将聚乳酸分子拉成纳米级的纤维，具有低成本、高生产效率等优点。

3. 相分离纺丝法相分离纺丝法的原理是利用液液分离的相分离现象制备纳米纤维。

通过选择合适的非溶剂、溶剂和聚合物体系，以及制备过程的辅助条件，可以获得高质量的PLA纳米纤维。

二、PLA纳米纤维的性能研究1. 力学性能PLA纳米纤维具有优异的力学性能。

研究表明，纳米纤维的强度和模量均比普通PLA纤维高，且具有很高的延展性。

这是因为纤维表面的高比表面积使纤维的分子结构更加紧密，能有效地增强材料的力学性能。

2. 光学性能PLA纳米纤维具有优异的光学性能。

研究表明，纳米纤维的纳米级直径可以使材料在特定波长下产生类似光子带隙的效应，使材料具有光学响应性质，并且在有机太阳能电池、光学器件等领域具有广阔应用前景。

3. 生物相容性PLA纳米纤维具有优异的生物相容性。

研究表明，纳米纤维对生物组织和细胞具有良好的生物相容性，能够有效地降低组织损伤和感染的风险。

在医学、药物缓释、组织工程等领域具有广泛的应用前景。

三、PLA纳米纤维的应用展望PLA纳米纤维具有广泛的应用前景。