聚乳酸_纤维素简介.

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。

目录化学定义如何聚合聚乳酸的原料生产聚乳酸的合成聚乳酸纤维的制备聚乳酸纤维的定性鉴别分析研究化学定义如何聚合聚乳酸的原料生产聚乳酸的合成聚乳酸纤维的制备聚乳酸纤维的定性鉴别分析研究化学定义聚乳酸纤维聚乳酸(PLA)是一种聚羟基酸。

乳酸是乳酸杆菌产生的一种碳水化合物，是生物体(包括人体)中常见的天然化合物。

通过乳酸环化二聚物的化学聚合或乳酸的直接聚合可以得到高分子量的聚乳酸。

以聚乳酸为原料得到的制品，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，以及很好的生物降解性，并且在可降解热塑性高分子材料中PLA具有最好的抗热性。

如何聚合聚乳酸的聚合方法有两种，一种是减压在溶剂中由乳酸直接聚合的方法，即：乳酸→预聚体→聚乳酸；另一种方法是常压下以环状二聚乳酸为原料聚合得到，即：乳酸→预聚体→环状二聚体→聚乳酸。

聚乳酸纤维是一种新型的可完全生物降解的合成纤维，系从谷物中取得，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。

目前，学术界对聚乳酸纤维的研究很多，主要以日本钟纺公司为代表。

由玉米、甘蔗或甜菜通过发酵和蒸馏的方法提取乳酸，聚合成聚乳酸，通过溶液纺丝方法得到聚乳酸纤维，日本钟纺公司的聚乳酸纤维的商品名为Lactron，其性能见表1，从表中数据可以看出，聚乳酸纤维具有与聚酯几乎同等强度和伸长，杨氏模量较低，其织物比较柔软，是一种优良的面料原料。

Lactron可以加工成短纤维、复丝和单丝形式，与棉、羊毛或粘胶等可分解性纤维混纺，可制得类似丝的织物，制成内衣和衬衫等服装，不但耐用、吸湿性好，而且通过加工形成优良的形态稳定性和抗皱性能。

聚乳酸的原料生产聚乳酸的原料是乳酸，即-羟基丙酸、2-羟基丙酸。

聚乳酸纤维素反应聚乳酸（Poly lactic acid，PLA）和纤维素是两种常见的生物可降解材料，它们在许多领域都有广泛的应用。

本文将探讨聚乳酸和纤维素之间的反应及其应用。

聚乳酸是一种由乳酸分子通过聚合反应形成的高分子化合物。

它具有良好的生物可降解性和生物相容性，被广泛应用于医疗领域，如可降解缝线、骨修复材料等。

然而，聚乳酸的机械性能较差，导致其在一些领域的应用受到限制。

纤维素是植物细胞壁中最主要的组成成分之一，是一种由葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成的多糖。

纤维素具有极高的可再生性和可降解性，被广泛应用于纸张、纺织品、食品等领域。

然而，纤维素的溶解性较差，使其在一些应用中受到限制。

聚乳酸和纤维素之间的反应可以通过酯化反应来实现。

酯化反应是一种将羧酸与醇或酚反应生成酯键的化学反应。

在聚乳酸和纤维素的反应中，聚乳酸中的羧酸基团与纤维素中的羟基发生酯化反应，形成聚乳酸纤维素酯化产物。

聚乳酸纤维素酯化产物具有较好的力学性能和可降解性能。

聚乳酸的可降解性能使得聚乳酸纤维素酯化产物可以在环境中迅速降解，减少对环境的污染。

同时，纤维素的可再生性使得聚乳酸纤维素酯化产物具有良好的可持续性和可循环利用性。

聚乳酸纤维素酯化产物在纺织品领域有着广泛的应用前景。

由于聚乳酸和纤维素的结合，聚乳酸纤维素酯化产物具有较好的吸湿性和透气性，可以增加纺织品的舒适性。

同时，聚乳酸纤维素酯化产物还具有较好的耐热性和耐候性，使得其在户外用品和汽车内饰等领域有着广泛的应用前景。

除了纺织品领域，聚乳酸纤维素酯化产物还可以应用于包装材料、农业膜、药物传递系统等领域。

聚乳酸纤维素酯化产物具有良好的可塑性和可加工性，可以通过注塑、吹塑等方法制备各种形状的制品。

聚乳酸和纤维素之间的反应为我们提供了一种制备具有良好力学性能和可降解性能的材料的方法。

聚乳酸纤维素酯化产物具有广泛的应用前景，在纺织品、包装材料、农业膜等领域有着重要的应用。

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
聚乳酸纤维是一种生物降解性塑料，由聚乳酸分子构成。

它具有优良的生物相
容性和可降解性，可以替代传统塑料在一些领域的应用。

聚乳酸纤维被广泛应用于医疗、纺织和包装等领域。

制备过程
聚乳酸纤维的制备主要有两种方法：溶液旋转成型法和熔融纺丝法。

溶液旋转成型法 1. 将聚乳酸溶解在有机溶剂中，形成聚合物溶液。

2. 将聚合
物溶液注入旋转模具中，经过旋转成型，使其形成纤维状结构。

3. 将形成的聚乳
酸纤维进行干燥和固化处理，最终得到产品。

熔融纺丝法 1. 将聚乳酸颗粒在高温条件下熔化，形成聚合物熔融。

2. 将熔化
的聚乳酸通过喷丝孔拉伸成纤维。

3. 纤维冷却凝固后进行卷绕，最终得到聚乳酸
纤维产品。

特性与应用
聚乳酸纤维具有以下特性：
•生物相容性：聚乳酸纤维对人体无害，可在医疗领域用于缝合线等应用。

•可降解性：聚乳酸纤维在一定条件下可被微生物降解，减少环境污染。

•良好的强度：聚乳酸纤维具有较高的强度，可用于纺织品和工程材料制备。

•可染性：聚乳酸纤维可通过染色处理获得丰富多彩的颜色。

聚乳酸纤维在医疗、纺织和包装等领域得到广泛应用：
•医疗领域：用于制备缝合线、缓释药物载体等医疗器械。

•纺织领域：制备各种纺织品，如衣服、床上用品和家居用品。

•包装领域：用于生物降解包装材料，降低塑料污染对环境的影响。

聚乳酸纤维的可降解性和生物相容性使其在替代传统塑料方面具有广阔的应用
前景，未来随着技术的不断发展，聚乳酸纤维有望在更多领域得到应用和推广。

聚乳酸PLA简介生物工程新材料—聚乳酸项目简介随着环境问题越来越多地被社会关注，人们正在努力开发不污染环境的可降解生物材料来代替原本大量使用的石油基传统塑料。

在众多的可降解聚合物中，聚乳酸已成为21世纪最具发展前景的绿色环保材料。

聚乳酸由乳酸合成，乳酸的原料为所有碳水化合物富集的物质，例如粮食（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；城巿有机废物；工业下脚料等）。

聚乳酸是一种可生物降解的高分子聚合物，属于新型生物工程材料，可广泛应用于医疗、药学、农业、包装业、服装业等领域，以替代传统材料。

聚乳酸还是一种低能耗产品，比以石油产品为原料生产的聚合物低30%-50%能耗。

在不可再生的石油资源枯竭期到来之前，石油及其衍生物市场价格暴涨，可再生的产品必将成为全球范围的紧俏消费品。

我国聚乳酸生产原料玉米丰富，在我国发展聚乳酸产业前景广阔。

聚乳酸可以采用多种方式进行加工，加工过程的分子定向会大大增加力学强度，如日本合成的聚乳酸纤维，具有很好的耐热性，可以和通常的聚酯纤维一样制成短丝、单丝、长丝和非织造布等多种制品，广泛应用于服装及非服装领域，加工条件及设备与目前聚酯纤维相同。

目前国外已经采用聚乳酸纤维和棉纱织成混纺纱，用于制作牙刷和毛巾等多种产品，用完后可降解，对环境没有污染，属环保型产品。

聚乳酸属于脂肪族聚酯，耐碱性较弱，有较好的手感，并具有优异的悬垂性、滑爽性和光泽度等特点，制成的服装外形挺括，穿着舒服。

另外，该纤维在食品工业、包装、农林业、医药和卫生等领域具有广阔的应用前景。

世界聚乳酸主要生产国家有美国、日本、德国等国家，日本的生产企业主要有三井化学、日本岛津、大日本油墨、东纺合纤、东丽公司、可乐丽公司、尤尼奇卡公司；美国生产企业有Nutral Work、CargillDow公司、Chronopol公司；德国生产企业主要有Ems Inventa-Fischer公司等。

聚乳酸纤维材料综述专业：材料科学与工程班级：13208811姓名（学号）：舒毅（13208127）、汪曦宇（13208128）摘要：本文主要以聚乳酸纤维材料为研究对象。

简介其结构与性能。

论述了其物理性能以及突出的可降解性及生物相容性。

对其合成方式进行讨论。

也对其应用历史进行分析。

然后对其开发前景做了简单的展望。

关键词：聚乳酸纤维材料、可完全降解、自然循环、无污染、开发及应用前景引言：随着人们生态环境意识的增强, 全球已经掀起了一股“绿色浪潮”, 一个绿色社会已经来临，绿色高分子材料的合成与应用, 正越来越被人们所重视[1~2]。

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，是目前社会所需求的绿色环保生态纤维。

一、聚乳酸纤维的定义聚乳酸纤维，即PLA纤维，是一种可完全生物降解的新型合成纤维。

是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料，经发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成。

聚乳酸纤维是一种原料可种植、易种植，废弃物在自然界中可自然降解的合成纤维。

不仅来源丰富, 而且来自天然，是一种可持续发展的生态纤维[6~7]。

二、聚乳酸纤维结构和性能聚乳酸纤维的化学结构并不复杂但乳酸分子中存在手性碳原子, 可分为D型和L型, 使丙交酯、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)。

然而,因为市售的乳酸主要为L 一乳酸(左旋乳酸) 和D,L 一乳酸(外消旋乳酸), 故通常大量被合成的聚乳酸为PLLA和PDLLA[3]。

因此聚乳酸包括半结晶型聚(L–乳酸)(PLLA)和无定形聚(D，L–乳酸)(PDLLA)两种，它们的力学性能和降解动力学大不相同。

（1）物理性能通常PLLA具有一定的结晶度，力学强度较高，降解周期较长，具有成纤性。

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。

聚乳酸纤维的结构与性能聚乳酸纤维（poly(lactic acid) fiber，PLA纤维）是由乳酸（lactic acid）单体聚合而成的合成纤维材料。

它是一种生物降解的可再生聚合物，具有许多优异的性能。

本文将介绍聚乳酸纤维的结构和性能。

聚乳酸纤维的结构主要由聚乳酸分子链组成。

乳酸是一种由乳酸菌发酵产生的有机酸，它有两种光学异构体：D-乳酸和L-乳酸。

乳酸通过聚合反应形成聚乳酸分子链，其中乳酸的光学异构体可以影响聚乳酸纤维的性能。

一般来说，纯聚乳酸纤维主要由L-乳酸构成，而D-乳酸的存在会降低聚乳酸纤维的结晶度和熔融点。

聚乳酸纤维的性能可以分为物理性能和力学性能两个方面。

首先，聚乳酸纤维具有优异的物理性能。

它具有良好的柔软度和弯曲性，可以制成各种纺织品，如服装、床上用品等。

此外，它还具有较高的透明度和耐油性，可用于制造包装材料。

其次，聚乳酸纤维还具有良好的力学性能。

它具有较高的抗拉强度和模量，可以制成高强度的纺织品。

此外，聚乳酸纤维还具有较好的抗震性能和疲劳性能，适用于制造耐久性要求较高的产品。

除了物理性能和力学性能外，聚乳酸纤维还具有一些其他的特殊性能。

首先，它是一种生物降解的材料，可以在自然环境中被菌类和酶降解。

这使得它成为一种环境友好的材料，可以减少对环境的污染。

其次，聚乳酸纤维还具有抗静电性能和阻燃性能。

它可以防止静电产生和火灾蔓延，提高了产品的安全性。

此外，聚乳酸纤维还具有较好的吸湿性和透气性，可增加穿着舒适度。

最后，聚乳酸纤维还可以通过添加纳米颗粒、填充剂和改性剂等来改善特定的性能。

例如，添加纳米颗粒可以增强聚乳酸纤维的力学性能和热稳定性。

填充剂可以增加纤维的硬度和抗拉强度。

改性剂可以改善纤维的耐热性和耐腐蚀性。

总之，聚乳酸纤维具有优异的物理性能和力学性能，并具有生物降解、防静电、阻燃、吸湿透气等特殊性能。

通过添加各种改性剂，可以进一步改善其性能。

随着环保意识的增强和可持续发展的重视，聚乳酸纤维作为一种生物降解的合成纤维材料，具有广阔的应用前景。